Establecer una correspondencia entre las características y los nombres de las funciones de la materia viva en la biosfera (según V.I. Vernadsky): para cada posición dada en la primera columna, seleccione la posición correspondiente de la segunda columna.

Escriba en la tabla los números seleccionados debajo de las letras correspondientes.

Explicación.

1) redox: B) la formación de agua y dióxido de carbono durante la respiración de los aerobios;

D) reducción de dióxido de carbono durante la fotosíntesis

2) gas: A) emisión metano a la atmósfera debido a la actividad de las bacterias desnitrificantes

3) concentración: C) acumulación de sales de silicio en células de cola de caballo; D) formación de piedra caliza

Respuesta: 21313

Nota.

Funciones de la materia viva.

Según Vernadsky, nueve: gas, oxígeno, oxidante, calcio, reductor, concentración, la función de destrucción de compuestos orgánicos, la función de descomposición reductora, la función del metabolismo y la respiración de los organismos. Actualmente, teniendo en cuenta nuevas investigaciones, se distinguen las siguientes funciones.

Biogeoquímica la función de la humanidad es la creación y transformación de sustancias por la humanidad.

función de energía. Absorción de energía solar durante la fotosíntesis y energía química durante la descomposición de sustancias ricas en energía, transferencia de energía a través de cadenas alimentarias (utilizadas por heterótrofos). La energía absorbida se distribuye dentro del ecosistema entre los organismos vivos en forma de alimento. Parte de la energía se disipa en forma de calor y otra parte se acumula en materia orgánica muerta y pasa a un estado fósil. Así se formaron yacimientos de turba, carbón, petróleo y otros minerales combustibles.

función destructiva. Esta función consiste en la descomposición, mineralización de la materia orgánica muerta, descomposición química de las rocas, participación de los minerales formados en el ciclo biótico, es decir, provoca la transformación de la materia viva en inerte. Como resultado, también se forma la sustancia biogénica y bioinerte de la biosfera. En las rocas, bacterias, algas verdeazuladas, hongos y líquenes, tienen el efecto químico más fuerte en las rocas con soluciones de todo un complejo de ácidos: carbónico, nítrico, sulfúrico y varios orgánicos. Al descomponer ciertos minerales con su ayuda, los organismos extraen selectivamente e incluyen en el ciclo biótico los nutrientes más importantes: calcio, potasio, sodio, fósforo, silicio, microelementos.

función de concentración. Este es el nombre de la acumulación selectiva en el transcurso de la vida de ciertos tipos de sustancias para construir el cuerpo de un organismo o eliminadas de él durante el metabolismo. Como resultado de la función de concentración, los organismos vivos extraen y acumulan elementos biogénicos del medio ambiente. La composición de la materia viva está dominada por átomos de elementos ligeros: hidrógeno, carbono, nitrógeno, oxígeno, sodio, magnesio, silicio, azufre, cloro, potasio, calcio, hierro, aluminio. Carbono: piedra caliza, tiza, carbón, petróleo, betún, turba, esquisto bituminoso (sapropel + humus), sapropel (sedimentos del fondo de depósitos de agua dulce de siglos de antigüedad - limo). Ciertas especies son concentradores específicos de ciertos elementos: algas (kelp) - yodo, ranúnculos - litio, lenteja de agua - radio, diatomeas y cereales - silicio, moluscos y crustáceos - cobre, vertebrados - hierro, bacterias - manganeso, etc.

Junto con la función de concentración de un organismo vivo de una sustancia, se libera lo contrario de acuerdo con los resultados: dispersión. Se manifiesta a través de las actividades tróficas y de transporte de los organismos. Por ejemplo, la dispersión de materia durante la excreción de excrementos por parte de los organismos, la muerte de organismos durante varios tipos de movimientos en el espacio y el cambio de cubiertas. El hierro de la hemoglobina sanguínea se dispersa, por ejemplo, a través de insectos chupadores de sangre.

Función de formación de ambiente. Transformación de parámetros físicos y químicos del medio ambiente (litosfera, hidrosfera, atmósfera) como resultado de procesos vitales en condiciones favorables para la existencia de los organismos.

Esta función es un resultado conjunto de las funciones de la materia viva discutidas anteriormente: la función de energía proporciona energía a todos los eslabones del ciclo biológico; la destrucción y la concentración contribuyen a la extracción del entorno natural y la acumulación de elementos dispersos, pero vitales para los organismos vivos. Es muy importante notar que como resultado de la función de formación del medio ambiente en la envoltura geográfica, ocurrieron los siguientes eventos importantes: se transformó la composición gaseosa de la atmósfera primaria, se modificó la composición química de las aguas del océano primario, se Se formó una capa de rocas sedimentarias en la litosfera y apareció una cubierta de suelo fértil en la superficie terrestre.

Las cuatro funciones consideradas de la materia viva son las principales funciones definitorias. Se pueden distinguir algunas otras funciones de la materia viva, por ejemplo:

función de gas provoca la migración de los gases y sus transformaciones, proporciona la composición gaseosa de la biosfera.

La masa predominante de gases en la Tierra es de origen biogénico. En el proceso de funcionamiento de la materia viva, se crean los principales gases: nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, metano, etc. Violación de CO 2 => efecto invernadero.

función redox consiste en la transformación química principalmente de aquellas sustancias que contienen átomos con un grado de oxidación variable (compuestos de hierro, manganeso, nitrógeno, etc.). Al mismo tiempo, en la superficie terrestre prevalecen procesos biogénicos de oxidación y reducción.

función de transporte- la transferencia de materia contra la gravedad y en dirección horizontal. Se sabe desde la época de Newton que el movimiento de los flujos de materia en nuestro planeta está determinado por la fuerza de la gravedad. La materia inanimada misma se mueve a lo largo de un plano inclinado exclusivamente de arriba hacia abajo. Ríos, glaciares, avalanchas, pedregales se mueven solo en esta dirección. La materia viva es el único factor que determina el movimiento inverso de la materia, de abajo hacia arriba, desde el océano, hasta los continentes.

Debido al movimiento activo, los organismos vivos pueden mover varias sustancias o átomos en una dirección horizontal, por ejemplo, debido a varios tipos de migración. El movimiento, o migración, de sustancias químicas por parte de la materia viva, Vernadsky lo llamó migración biogénica de átomos o materia.

Respuesta: 21313

7.1 Hábitats de los organismos. Factores ecológicos: abióticos, bióticos, su significado. factor antropogénico.

7.2 Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su papel. Especies y estructura espacial del ecosistema. Niveles tróficos. Cadenas y redes de poder, sus eslabones. Reglas de la pirámide ecológica. Elaboración de esquemas de transferencia de sustancias y energía (cadenas y redes eléctricas).

7.3 Diversidad de ecosistemas (biogeocenosis). Autodesarrollo y cambio de ecosistemas. Estabilidad y dinámica de los ecosistemas. La diversidad biológica, la autorregulación y el ciclo de las sustancias son la base para el desarrollo sostenible de los ecosistemas. Causas de la estabilidad y cambio de los ecosistemas. Cambios en los ecosistemas bajo la influencia de las actividades humanas. Agroecosistemas, sus principales diferencias con los ecosistemas naturales.

7.4 La biosfera es un ecosistema global. Enseñanzas de V.I.Vernadsky sobre la biosfera. La materia viva, sus funciones. Características de la distribución de la biomasa en la Tierra. El ciclo biológico de las sustancias y la transformación de la energía en la biosfera, el papel de los organismos de diferentes reinos en ella. Evolución de la biosfera.

7.5 Cambios globales en la biosfera causados ​​por actividades humanas (alteración de la pantalla de ozono, lluvia ácida, efecto invernadero, etc.). Problemas del desarrollo sostenible de la biosfera. Conservación de la diversidad de especies como base para la sostenibilidad de la biosfera. Normas de comportamiento en el medio natural.

Lista de requisitos para el nivel de preparación de los aspirantes

Biología

1. CONOCER Y ENTENDER:

1.1. Las principales disposiciones de las leyes biológicas, teorías, patrones, reglas, hipótesis:

1.1.1. las principales disposiciones de las teorías biológicas (celular, cromosómica, teoría sintética de la evolución, antropogénesis);

1.1.2. las principales disposiciones de las enseñanzas (sobre las formas y direcciones de la evolución; N.I. Vavilova sobre los centros de diversidad y origen de las plantas cultivadas; V.I. Vernadsky sobre la biosfera);

1.1.3. la esencia de las leyes (G. Mendel; herencia ligada de T. Morgan; series homológicas en la variabilidad hereditaria; similitud germinal; biogenética);

1.1.4. la esencia de los patrones (variabilidad; herencia ligada; herencia ligada al sexo; interacción de genes y sus bases citológicas); reglas (dominio de G. Mendel; pirámide ecológica);

1.1.5. esencia de las hipótesis (pureza de los gametos, origen de la vida, origen del hombre);

1.2. La estructura y características de los objetos biológicos:

1.2.1. células de procariotas y eucariotas: composición química y estructura de los orgánulos;

1.2.2. genes, cromosomas, gametos;

1.2.3. virus, organismos unicelulares y multicelulares de los reinos de la vida silvestre (plantas, animales, hongos y bacterias), humanos;

1.2.4. especies, poblaciones; ecosistemas y agroecosistemas; biosfera;

1.3. La esencia de los procesos y fenómenos biológicos:

1.3.1. metabolismo y conversión de energía en la célula y el organismo, metabolismo plástico y energético, nutrición, fotosíntesis, quimiosíntesis, respiración, fermentación, excreción, transporte de sustancias, irritabilidad, crecimiento;

1.3.2. mitosis, meiosis, desarrollo de gametos en plantas con flores y vertebrados;

1.3.3. fertilización en plantas con flores y vertebrados; desarrollo y reproducción, desarrollo individual del organismo (ontogénesis);

1.3.4. interacción de genes, obtención de heterosis, poliploides, híbridos distantes, efecto de selección artificial;

1.3.5. la acción de impulsar y estabilizar la selección, la especiación geográfica y ecológica, la influencia de los factores elementales de la evolución en el acervo genético de una población, la formación de la adaptabilidad al medio ambiente;

1.3.6. la circulación de sustancias y la transformación de energía en los ecosistemas y la biosfera, la evolución de la biosfera;

1.4. terminología biológica moderna y simbolismo sobre citología, genética, reproducción, biotecnología, ontogénesis, taxonomía, ecología, evolución;

1.5. caracteristicas del cuerpo humano, su estructura, actividad vital, actividad nerviosa superior y comportamiento.

Los principales términos y conceptos probados en el examen: factores abióticos, factores antropogénicos, biogeocenosis, ritmos biológicos, biomasa, factores bióticos, zona óptima, consumidores, factor limitante, cadenas alimentarias, redes alimentarias, densidad de población, límites de resistencia, productividad, productores, potencial reproductivo, ritmos estacionales, ritmos diurnos, fotoperiodismo , factores ambientales, ecología.

Cualquier organismo está bajo la influencia directa o indirecta de las condiciones ambientales. Estas condiciones se denominan factores medioambientales. Todos los factores se dividen en abióticos, bióticos y antropogénicos.

Para factores abióticos - o factores de naturaleza inanimada, incluyen condiciones climáticas, de temperatura, humedad, iluminación, composición química de la atmósfera, suelo, agua, características del relieve.

Para factores bioticos incluyen todos los organismos y sus productos directos de la actividad vital. Los organismos de una especie entran en relaciones de diversa naturaleza, tanto entre sí como con representantes de otras especies. Estas relaciones se subdividen, respectivamente, en intraespecíficas e interespecíficas.

relaciones intraespecíficas se manifiesta en competencia intraespecífica por alimento, abrigo, hembra. También se manifiestan en las características del comportamiento, la jerarquía de las relaciones entre los miembros de la población.

antropogénico Los factores están asociados con la actividad humana, bajo la influencia de los cuales el medio ambiente cambia y se forma. La actividad humana se extiende prácticamente a toda la biosfera: la minería, el desarrollo de los recursos hídricos, el desarrollo de la aviación y la astronáutica afectan el estado de la biosfera. Como consecuencia, se producen procesos destructivos en la biosfera, entre los que se encuentran la contaminación del agua, el "efecto invernadero" asociado al aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, perturbaciones de la capa de ozono, "lluvias ácidas", etc.

organismos adaptar(adaptarse) a la influencia de ciertos factores en el proceso de selección natural. Su adaptabilidad está determinada velocidad de reacción en relación con cada uno de los factores, tanto en constante actuación como fluctuantes en sus valores. Por ejemplo, la duración de las horas de luz del día en una región en particular es constante, mientras que la temperatura y la humedad pueden fluctuar dentro de límites bastante amplios.

Los factores ambientales se caracterizan por la intensidad de la acción, el valor óptimo ( óptimo), los valores máximos y mínimos dentro de los cuales es posible la vida de un organismo en particular. Estos parámetros son diferentes para representantes de diferentes especies.

La desviación del óptimo de cualquier factor, como la reducción de la cantidad de alimentos, puede reducir límites de resistencia aves o mamíferos en relación con una disminución de la temperatura del aire.

El factor, cuyo valor se encuentra actualmente en los límites de resistencia, o va más allá de ellos, se llama limitando.

ritmos biológicos. Muchos procesos biológicos en la naturaleza proceden rítmicamente; diferentes estados del cuerpo se alternan con una periodicidad bastante clara. Los factores externos incluyen cambios en la iluminación (fotoperiodismo), temperatura (termoperiodismo), campo magnético, intensidad de la radiación cósmica. El crecimiento y la floración de las plantas dependen de la interacción entre sus ritmos biológicos y los cambios en los factores ambientales. Los mismos factores determinan el momento de la migración de las aves, la muda de los animales, etc.

fotoperiodismo - un factor que determina la duración de las horas de luz y, a su vez, afecta la manifestación de otros factores ambientales. La duración de la luz del día para muchos organismos es una señal del cambio de estaciones. Muy a menudo, el cuerpo está influenciado por una combinación de factores, y si alguno de ellos es limitante, entonces la influencia del fotoperiodo se reduce o no aparece en absoluto. A bajas temperaturas, por ejemplo, las plantas no florecen.

A1. Los organismos tienden a adaptarse.

1) a varios, los factores ambientales más significativos

2) a uno, el factor más importante para el cuerpo

3) a todo el complejo de factores ambientales

4) principalmente a factores bióticos

A2. El factor limitante se llama

1) reducir la supervivencia de la especie

2) más cercano al óptimo

3) con una amplia gama de valores

4) cualquier antropogénico

A3. El factor limitante para la trucha de arroyo puede ser

1) caudal de agua

2) aumento de la temperatura del agua

3) rápidos en la corriente

4) largas lluvias

A4. La anémona de mar y el cangrejo ermitaño están en una relación

3) neutral 4) simbiótico

A5. El óptimo biológico es una acción positiva.

1) factores bióticos

2) factores abióticos

3) todo tipo de factores

4) factores antropogénicos

A6. La adaptación más importante de los mamíferos a la vida en condiciones ambientales inestables puede considerarse la capacidad de

1) autorregulación 3) protección de la descendencia

2) animación suspendida 4) alta fertilidad

A7. Factor que causa cambios estacionales en la vida.

la naturaleza es

1) presión atmosférica 3) humedad del aire

2) duración del día 4) temperatura del aire

A8. El factor antropogénico es

1) competencia de dos especies por territorio

4) recoger bayas

A9. expuestos a factores con valores relativamente constantes

1) caballo doméstico 3) tenia toro

A10. Se ha observado una velocidad de reacción más amplia en relación con las fluctuaciones estacionales de temperatura.

1) rana de estanque 3) zorro ártico

2) caddis 4) trigo

EN 1. Los factores bióticos son

1) restos orgánicos de plantas y animales en el suelo

2) la cantidad de oxígeno en la atmósfera

3) simbiosis, alojamiento, depredación

4) fotoperiodismo

5) cambio de estaciones

6) tamaño de la población

C1. ¿Por qué es necesario tratar las aguas residuales antes de que ingresen a los cuerpos de agua?

7.2. Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su función. Especies y estructura espacial del ecosistema. Cadenas y redes de poder, sus eslabones. Tipos de cadenas alimentarias. Elaboración de esquemas de transferencia de sustancias y energía (cadenas alimentarias). Regla de la pirámide ecológica. Estructura y dinámica de las poblaciones

Biogenocenosis- un sistema ecológico autorregulador formado por poblaciones de diferentes especies que viven juntas e interactúan entre sí y con la naturaleza inanimada en condiciones ambientales relativamente homogéneas. Por lo tanto, la biogeocenosis consiste en partes inanimadas y vivas del medio ambiente. Cualquier biogeocenosis tiene límites naturales, se caracteriza por una cierta circulación de sustancias y energía. Los organismos que habitan la biogeocenosis se dividen según sus funciones en productores, consumidores y descomponedores:

– productores , - plantas que producen sustancias orgánicas en el proceso de fotosíntesis;

– consumidores – animales, consumidores y transformadores de sustancias orgánicas;

– descomponedores , - bacterias, hongos, así como animales que se alimentan de carroña y estiércol, destructores de sustancias orgánicas, convirtiéndolas en inorgánicas;

Los componentes enumerados de la biogeocenosis son Niveles tróficos asociado con el intercambio y la transferencia de nutrientes y energía.

Se forman organismos de diferentes niveles tróficos cadenas de comida , en el que las sustancias y la energía se transfieren paso a paso de un nivel a otro. En cada nivel trófico, se utiliza del 5 al 10% de la energía de la biomasa entrante.

Las cadenas alimentarias suelen constar de 3 a 5 eslabones, por ejemplo:

1) plantas - una vaca - una persona;

2) plantas - mariquita - carbonero - halcón;

3) plantas - mosca - rana - serpiente - águila.

Las cadenas alimentarias son detríticas y pastizales.

En las cadenas alimentarias detríticas, la materia orgánica muerta sirve como alimento ( tejido vegetal muerto - hongos - ciempiés - ácaros depredadores - bacterias). Las cadenas alimenticias de los pastos comienzan con los seres vivos. ( Más arriba se dan ejemplos de cadenas de pastos..)

La masa de cada eslabón subsiguiente en la cadena alimentaria se reduce unas 10 veces. Esta regla se llama regla de la pirámide ecológica. Las proporciones de los costos de energía se pueden reflejar en las pirámides de números, biomasa, energía.

Pirámide de números refleja la proporción de productores, consumidores y descomponedores en la biogeocenosis. Biomasa - este es un valor que muestra la masa de materia orgánica contenida en los cuerpos de los organismos que habitan una unidad de área.

Estructura y dinámica del número de poblaciones. Una de las características más importantes de una población es su tamaño. El tamaño de la población está determinado por varios factores: interacción intrapoblacional de organismos, características de edad, competencia, asistencia mutua. La estructura de una población es su división en grupos. La población se divide en grupos de edad, diferencias de sexo, genotipos y fenotipos. La estructura espacial de las poblaciones refleja su distribución en el espacio. Los individuos forman grupos - manadas, familias. Tales grupos se caracterizan por un comportamiento territorial.

La dinámica de la población es un cambio en el número de individuos en ella. El tamaño de la población se determina a través de su densidad: el número de individuos por unidad de área. Los cambios en los números dependen de la migración y emigración de individuos, su muerte como resultado de epidemias o la influencia de otros factores ambientales.

A1. Se forma la biogeocenosis

1) plantas y animales

2) animales y bacterias

3) plantas, animales, bacterias

4) territorio y organismos

A2. Los consumidores de materia orgánica en la biogeocenosis forestal son

1) piceas y abedules 3) liebres y ardillas

2) hongos y gusanos 4) bacterias y virus

A3. Los productores en el lago son

1) lirios 3) cangrejos de río

2) renacuajos 4) pescado

A4. El proceso de autorregulación en biogeocenosis afecta

1) proporción de sexos en poblaciones de diferentes especies

2) el número de mutaciones que ocurren en las poblaciones

3) relación depredador-presa

4) competencia intraespecífica

A5. Una de las condiciones para la sostenibilidad de un ecosistema puede ser

1) su capacidad para cambiar

2) variedad de especies

3) fluctuaciones en el número de especies

4) la estabilidad del acervo genético en las poblaciones

A6. Los reductores son

1) hongos 3) musgos

2) líquenes 4) helechos

A7. Si la masa total recibida por un consumidor de segundo orden es de 10 kg, entonces ¿cuál fue la masa total de productores que se convirtió en fuente de alimento para este consumidor?

1) 1000kg 3) 10000kg

2) 500 kg 4) 100 kg

A8. Especificar la cadena alimenticia detrítica

1) mosca - araña - gorrión - bacteria

2) trébol - halcón - abejorro - ratón

3) centeno - carbonero - gato - bacteria

4) mosquito - gorrión - halcón - gusanos

A9. La fuente inicial de energía en la biocenosis es la energía.

1) compuestos orgánicos

2) compuestos inorgánicos

4) quimiosíntesis

1) liebres 3) zorzales de campo

2) abejas 4) lobos

A11. En un ecosistema se pueden encontrar robles y

1) tuza 3) alondra

2) jabalí 4) aciano azul

A12. Las redes eléctricas son:

1) relaciones entre padres e hijos

2) lazos familiares (genéticos)

3) metabolismo en las células del cuerpo

4) formas de transferir sustancias y energía en un ecosistema

A13. La pirámide ecológica de números refleja:

1) la proporción de biomasa en cada nivel trófico

2) la proporción de las masas de un organismo individual en diferentes niveles tróficos

3) estructura de la cadena alimentaria

4) diversidad de especies en diferentes niveles tróficos

A14. La fracción de energía transferida al siguiente nivel trófico es aproximadamente:

1) 10% 2) 30% 3) 50% 4) 100%

EN 1. Seleccione ejemplos (columna derecha) para cada forma de interacción entre poblaciones de diferentes especies (columna izquierda).

C1. ¿Cómo explicar que cierta biogeocenosis esté habitada por ciertos animales?

La biogeocenosis es relativamente estable en el tiempo y es capaz de autorregularse y desarrollarse en el caso de cambios unidireccionales en el biotopo. El cambio de biocenosis se llama sucesión . La sucesión se manifiesta en la aparición y desaparición de especies en un hábitat particular. Un ejemplo de sucesión es el crecimiento excesivo de un lago, un cambio en su composición de especies. El reemplazo de la composición de especies de la comunidad ecológica es uno de los signos esenciales de la sucesión. En el curso de la sucesión, las comunidades simples pueden ser reemplazadas por comunidades con una estructura más compleja y una composición diversa de especies.

Agroecosistemas, las principales diferencias con los ecosistemas naturales. Las biocenosis artificiales creadas por personas involucradas en la agricultura se llaman agrocenosis . Incluyen los mismos componentes del medio ambiente que las biogeocenosis naturales, tienen alta productividad, pero no tienen la capacidad de autorregulación y estabilidad, porque dependen de la atención humana hacia ellos. En una agrocenosis (por ejemplo, un campo de centeno), se forman las mismas cadenas alimenticias que en un ecosistema natural: productores (centeno y malas hierbas), consumidores (insectos, pájaros, campañoles, zorros) y descomponedores (bacterias, hongos). El hombre es un eslabón esencial en esta cadena alimentaria. Las agrocenosis, además de la energía solar, reciben energía adicional que una persona gasta en la producción de fertilizantes, productos químicos contra malezas, plagas y enfermedades, en riego o drenaje de terrenos, etc. Sin tal gasto adicional de energía, la existencia a largo plazo de las agrocenosis es prácticamente imposible. En las agrocenosis opera principalmente la selección artificial, dirigida por el hombre, en primer lugar, para maximizar el rendimiento de los cultivos agrícolas. En los agroecosistemas, la diversidad de especies de organismos vivos se reduce drásticamente. Una o varias especies (variedades) de plantas suelen cultivarse en los campos, lo que conduce a un agotamiento significativo de la composición de especies de animales, hongos y bacterias. Por lo tanto, en comparación con las biogeocenosis naturales, las agrocenosis tienen una composición limitada de especies de plantas y animales, no son capaces de autorrenovarse y autorregularse, están sujetas a la amenaza de muerte como resultado de la reproducción masiva de plagas o patógenos, y requieren una actividad humana incansable para mantenerlos.

A1. El camino más rápido a la sucesión de biogeocenosis puede conducir

1) la propagación de infecciones en él

2) aumento de las precipitaciones

3) la propagación de enfermedades infecciosas

4) actividad económica humana

A2. Por lo general, el primero en asentarse en las rocas.

1) champiñones 3) hierbas

2) líquenes 4) arbustos

A3. El plancton es una comunidad de organismos:

1) sentado

2) flotando en la columna de agua

3) fondo sedentario

4) flotación rápida

A4. Encontrar equivocado declaración.

La condición para la existencia a largo plazo de un ecosistema:

1) la capacidad de los organismos para reproducirse

2) la afluencia de energía desde el exterior

3) la presencia de más de una especie

4) regulación constante del número de especies por parte de los humanos

A5. La propiedad de un ecosistema de ser preservado bajo influencias externas se llama:

1) autorreproducción

2) autorregulación

3) resistente

4) integridad

A6. La estabilidad de un ecosistema mejora si:

2) el número de especies de descomposición disminuye

3) el número de especies de plantas, animales, hongos y bacterias está aumentando

4) todas las plantas desaparecen

A7. El ecosistema más sostenible:

1) campo de trigo

2) huerto

4) pasto cultural

A8. La razón principal de la inestabilidad de los ecosistemas:

1) desequilibrio de la circulación de sustancias

2) autodesarrollo de los ecosistemas

3) la composición permanente de la comunidad

4) fluctuaciones de población

A9. Señale la afirmación incorrecta. El cambio en la composición de especies de árboles en el ecosistema forestal está determinado por:

1) cambios ambientales causados ​​por miembros de la comunidad

2) condiciones climáticas cambiantes

3) la evolución de los miembros de la comunidad

4) cambios estacionales en la naturaleza

A10. Durante el largo desarrollo y cambio del ecosistema, el número de especies de organismos vivos incluidos en él,

1) disminuye gradualmente

2) crece gradualmente

3) permanece igual

4) sucede de diferentes maneras

A11. Encuentre la declaración incorrecta. En un ecosistema maduro

1) las poblaciones de especies se reproducen bien y no son reemplazadas por otras especies

2) la composición de especies de la comunidad continúa cambiando

3) la comunidad está bien adaptada al medio ambiente

4) la comunidad tiene la capacidad de autorregularse

A12. Una comunidad humana creada a propósito se llama:

1) biocenosis

2) biogeocenosis

3) agrocenosis

4) biosfera

A13. Señale la afirmación incorrecta. La agrocenosis dejada por el hombre muere, porque.

1) se intensifica la competencia entre las plantas cultivadas

2) las plantas cultivadas son desplazadas por malezas

3) no puede existir sin fertilizantes y cuidados

4) no resiste la competencia con las biocenosis naturales

A14. Encuentre la declaración incorrecta. Signos que caracterizan las agrocenosis.

1) mayor diversidad de especies, red de relaciones más compleja

2) obtener energía adicional junto con la solar

3) incapacidad para una existencia independiente a largo plazo

4) debilitamiento de los procesos de autorregulación

EN 1. Elija signos de agrocenosis.

1) no apoyan su existencia

2) consisten en un pequeño número de especies

3) aumentar la fertilidad del suelo

4) conseguir energía extra

5) sistemas de autorregulación

6) no hay selección natural

EN 2. Encontrar una correspondencia entre los ecosistemas naturales y artificiales y sus características.

VZ. Encuentre la secuencia correcta de eventos cuando la vegetación coloniza las rocas:

1) arbustos

2) líquenes de escamas

3) musgos y líquenes tupidos

4) plantas herbáceas

C1. ¿Cómo afectará la sustitución del sable por martas a la biocenosis del bosque?

Circulación de materia y energía. en los ecosistemas se debe a la actividad vital de los organismos y es una condición necesaria para su existencia. Los ciclos no están cerrados, por lo que los elementos químicos se acumulan en el ambiente externo y en los organismos.

Carbón absorbido por las plantas durante la fotosíntesis y liberado por los organismos durante la respiración. También se acumula en el medio ambiente en forma de combustibles fósiles y en los organismos en forma de reservas de sustancias orgánicas.

Nitrógeno se convierte en sales de amonio y nitratos como resultado de la actividad de bacterias fijadoras de nitrógeno y nitrificantes. Luego, después del uso de compuestos de nitrógeno por parte de los organismos y la desnitrificación por parte de los descomponedores, el nitrógeno se devuelve a la atmósfera.

Azufre se encuentra en forma de sulfuros y azufre libre en suelos y rocas sedimentarias marinas. Al convertirse en sulfatos, como resultado de la oxidación por las bacterias del azufre, se incluye en los tejidos vegetales y luego, junto con los restos de sus compuestos orgánicos, se expone a los descomponedores anaeróbicos. El sulfuro de hidrógeno formado como resultado de su actividad es nuevamente oxidado por las bacterias del azufre.

Fósforo se encuentra en la composición de fosfatos de roca, en agua dulce y sedimentos oceánicos, en suelos. Como resultado de la erosión, los fosfatos se lavan y, en un ambiente ácido, se vuelven solubles con la formación de ácido fosfórico, que es absorbido por las plantas. En los tejidos animales, el fósforo forma parte de los ácidos nucleicos y los huesos. Como resultado de la descomposición por parte de los descomponedores de los restos de compuestos orgánicos, regresa nuevamente al suelo y luego a las plantas.

Hay dos definiciones de la biosfera.

Primera definición. Biosfera Es la parte habitada del caparazón geológico de la Tierra.

Segunda definición. Biosfera- esta es una parte de la capa geológica de la Tierra, cuyas propiedades están determinadas por la actividad de los organismos vivos.

La segunda definición cubre un área más amplia: después de todo, el oxígeno atmosférico formado como resultado de la fotosíntesis se distribuye por toda la atmósfera y está presente donde no hay organismos vivos. La biosfera en el primer sentido consiste en litosfera, hidrosfera y atmósfera inferior - troposfera. Los límites de la biosfera están limitados por la pantalla de ozono, situada a una altura de 20 km, y el límite inferior, situado a unos 4 km de profundidad.

La biosfera en el segundo sentido incluye toda la atmósfera. La doctrina de la biosfera y sus funciones fue desarrollada por el académico V.I. Vernadsky. Biosfera- esta es el área de distribución de la vida en la Tierra, incluida la materia viva (una sustancia que forma parte de los organismos vivos), la materia bioinerte, es decir. una sustancia que no forma parte de los organismos vivos, pero se forma debido a su actividad (suelo, aguas naturales, aire), una sustancia inerte que se forma sin la participación de organismos vivos.

La materia viva, que constituye menos del 0,001% de la masa de la biosfera, es la parte más activa de la biosfera. En la biosfera hay una migración constante de sustancias, tanto de origen biogénico como abiogénico, en la que los organismos vivos juegan un papel importante. La circulación de sustancias determina la estabilidad de la biosfera.

La principal fuente de energía para sustentar la vida en la biosfera es el Sol. Su energía se convierte en energía de compuestos orgánicos como resultado de procesos fotosintéticos que ocurren en organismos fototróficos. La energía se acumula en los enlaces químicos de los compuestos orgánicos que sirven de alimento a los animales herbívoros y carnívoros. Las sustancias de los alimentos orgánicos se descomponen en el proceso de metabolismo y se excretan del cuerpo. Los restos aislados o muertos son descompuestos por bacterias, hongos y algunos otros organismos. Los compuestos y elementos químicos resultantes están involucrados en la circulación de sustancias. La biosfera necesita un flujo constante de energía externa, porque Toda la energía química se convierte en calor.

Funciones de la biosfera. Gas– liberación y absorción de oxígeno y dióxido de carbono, reducción de nitrógeno. concentración- acumulación por organismos de elementos químicos dispersos en el ambiente externo. Oxidativamente - recuperación– oxidación y reducción de sustancias durante la fotosíntesis y el metabolismo energético. Bioquímico- realizado en el proceso del metabolismo. Energía- asociado al uso y transformación de la energía.

Como resultado, la evolución biológica y geológica ocurren simultáneamente y están estrechamente interrelacionadas. La evolución geoquímica ocurre bajo la influencia de la evolución biológica.

La masa de toda la materia viva de la biosfera es su biomasa, que es de aproximadamente 2,4? 10 12 t.

Los organismos que habitan la tierra constituyen el 99,87% de la biomasa total, la biomasa oceánica - 0,13%. La cantidad de biomasa aumenta desde los polos hasta el ecuador. La biomasa (B) se caracteriza por:

- su productividad - el aumento de la sustancia por unidad de área (P);

– velocidad de reproducción – la relación entre la producción y la biomasa por unidad de tiempo (P/B).

Los más productivos son los bosques tropicales y subtropicales.

La parte de la biosfera que está bajo la influencia de la actividad humana activa se llama noosfera, la esfera de la mente humana. El término denota la influencia razonable del hombre sobre la biosfera en la era moderna del progreso científico y tecnológico. Sin embargo, la mayoría de las veces, esta influencia es perjudicial para la biosfera, que a su vez es perjudicial para la humanidad.

A1. La característica principal de la biosfera:

1) la presencia de organismos vivos en él

2) la presencia en él de componentes no vivos procesados ​​​​por organismos vivos

3) la circulación de sustancias controladas por organismos vivos

4) unión de la energía solar por organismos vivos

A2. Se formaron depósitos de petróleo, carbón, turba en el proceso de circulación:

1) oxígeno

2) carbono

4) hidrógeno

A3. Encuentre la declaración incorrecta. Recursos naturales irreemplazables formados durante el ciclo del carbono en la biosfera:

2) gas combustible

3) hulla

4) turba y madera

A4. Las bacterias que descomponen la urea en iones de amonio y dióxido de carbono participan en el ciclo.

1) oxígeno e hidrógeno

2) nitrógeno y carbono

3) fósforo y azufre

4) oxígeno y carbono

A5. El ciclo de la materia se basa en procesos tales como

1) asentamiento de especies 3) fotosíntesis y respiración

2) mutaciones 4) selección natural

A6. Las bacterias del nódulo están incluidas en el ciclo.

1) fósforo 3) carbono

2) nitrógeno 4) oxígeno

A7. La energía solar es capturada

1) productores

2) consumidores de primer orden

3) consumidores de segundo orden

4) descomponedores

A8. El fortalecimiento del efecto invernadero, según los científicos, se ve más facilitado por:

1) dióxido de carbono 3) dióxido de nitrógeno

2) propano 4) ozono

A9. El ozono que forma el escudo de ozono se forma en:

1) hidrosfera

2) atmósfera

3) en la corteza terrestre

4) en el manto de la Tierra

A10. El mayor número de especies se encuentra en los ecosistemas:

1) bosques templados siempreverdes

2) selvas tropicales

3) bosques caducifolios templados

A11. La razón más peligrosa del agotamiento de la diversidad biológica -el factor más importante en la estabilidad de la biosfera- es

1) exterminio directo

2) contaminación química del medio ambiente

3) contaminación física del medio ambiente

4) destrucción del hábitat

C1. ¿Qué papel juegan los animales en el mantenimiento de la calidad del agua en los embalses?

C2. Nombra las posibles formas de obtención de energía por parte de las bacterias y desvela brevemente su significado biológico.

C3. Por qué la diversidad de especies es un signo de resiliencia de los ecosistemas

C4. ¿Es necesario regular la natalidad de la población?

Teoría para la tarea 17 del examen de biología.

hábitats de los organismos. Factores ecológicos: abióticos, bióticos, su significado. factor antropogénico

Hábitats de organismos

El organismo no puede estar completamente aislado del medio ambiente, ya que está conectado con él por numerosas interacciones directas e indirectas. Al mismo tiempo, el cuerpo no solo experimenta la influencia del medio ambiente, sino que también lo cambia activamente a lo largo de su vida. Por ejemplo, la acumulación de oxígeno en la atmósfera se asoció inicialmente con la actividad de las bacterias fotosintéticas y luego de las plantas. En la destrucción de las rocas, organismos tan pequeños como las bacterias y los líquenes juegan un papel importante, que con el tiempo transforman las áreas habitadas por ellos en adecuadas para otras criaturas.

Las conexiones del organismo con el medio ambiente no surgen repentinamente, la mayoría de las veces se forman históricamente. Como resultado, se forman sistemas supraorgánicos, cuya organización y funcionamiento es estudiado por la ciencia. ecología. Además, su tema es la relación y los patrones de convivencia de los organismos vivos en la naturaleza, así como las leyes de un estado "sano" como norma y base para la existencia de la vida. Por tanto, el conocimiento de la historia de la educación, la estructura de las comunidades de organismos vivos y los factores ambientales que las afectan, nos permitirá conservar el medio ambiente necesario para la vida humana y utilizar racionalmente los recursos naturales.

La totalidad de todos los cuerpos y fenómenos de naturaleza animada e inanimada que rodean a un organismo constituye su hábitat. Actualmente se distinguen cuatro hábitats principales: acuático, terrestre-aéreo, suelo y medio interno del organismo.

Ambiente acuático. La base del medio acuático es el agua, que por un lado, al tener una densidad bastante importante, dificulta el movimiento de los organismos en él, por otro lado, les proporciona soporte, así como una mayor o menor uniformidad de condiciones (transporte de gases y nutrientes, menores fluctuaciones de temperatura, etc.). d.). El agua disuelve mal el oxígeno y transmite mal la luz necesaria para la fotosíntesis, lo que limita, en primer lugar, la propagación de organismos vegetales en ella. Además, el agua no siempre contiene una cantidad suficiente de nutrientes. Las zonas costeras de los mares y océanos están sujetas a fluctuaciones significativas en el nivel del agua y, por lo tanto, los organismos que viven en estas zonas se encuentran periódicamente en el medio ambiente tierra-aire. El medio acuático es característico del mundo Océano, mares, embalses continentales.

Los organismos que se han adaptado a vivir en un ambiente acuático se llaman hidrobiontes. Según cómo se hayan adaptado a su hábitat, los hidrobiontes se dividen en cuatro grupos ecológicos principales: neuston, nekton, plancton y bentos.

Para neuston incluyen organismos que viven en la película superficial del agua y usan la fuerza de la tensión superficial, por ejemplo, chinches, larvas de algunos moluscos, varios protozoos y algas.

Nadando activamente en la columna de agua, los animales que pueden resistir las corrientes y viajar largas distancias se llaman nekton. Por lo general, tienen una forma de cuerpo aerodinámico y órganos de movimiento bien desarrollados. Estos incluyen ballenas, pinnípedos, peces, cefalópodos, etc.

Plancton es un conjunto de organismos que habitan la columna de agua en varios embalses y son arrastrados por las corrientes. Los organismos planctónicos en su mayoría flotan pasivamente en la columna de agua, aunque algunos de ellos pueden moverse activamente. Sus adaptaciones para vivir en la columna de agua son la disminución de la gravedad específica y la resistencia a la presión de la columna de agua. El primero se logra mediante la formación de numerosas excrecencias, vacuolas llenas de petróleo o gas, etc., mientras que el segundo lo proporciona la presencia de un esqueleto externo o interno. Entonces, incluso los habitantes unicelulares de los mares y océanos, la ameba testada más simple, los foraminíferos, el gallo y la raya, tienen caparazones externos bien definidos o incluso esqueletos internos. El movimiento activo de los organismos planctónicos en el medio acuático es posible debido a la presencia de seudópodos, flagelos y cilios en los organismos unicelulares, mientras que los organismos multicelulares utilizan el movimiento a chorro (intestinal) o aplican esfuerzos musculares (planos y anélidos). Dependiendo de la afiliación sistemática, los organismos planctónicos se clasifican como fitoplancton o zooplancton.

organismos bentónicos adaptados a vivir en el fondo de los cuerpos de agua y llevar un estilo de vida adherido (grandes algas, corales, esponjas, etc.) o moverse por el fondo (moluscos, lombrices). Las plantas del medio acuático, especialmente las superiores, que han vuelto al agua por segunda vez, presentan importantes cavidades de aire que aseguran su colocación en la superficie del agua o cerca de ella. Además, vivir en un medio acuático contribuye a la reducción de los tejidos tegumentarios, mecánicos y conductores, ya que las funciones que realizan estos tejidos pierden significativamente su significado.

Ambiente tierra-aire difiere del agua no solo en su menor densidad, mejor suministro de oxígeno y mayor intensidad de iluminación, sino también en una variabilidad significativa de las condiciones: cambios repentinos de temperatura, humedad, precipitación, etc. Este entorno se distingue por la mayor variedad de condiciones, principalmente por el factor temperatura, humedad y luz. Los organismos que han dominado este entorno tan difícil de habitar se denominan aerobiontes. Se distinguen por la presencia de un sistema de soporte desarrollado o tejidos mecánicos.

El movimiento en el ambiente tierra-aire de los animales se ve facilitado no solo por la baja resistencia del aire, sino también por la capacidad de impulsarse desde un soporte sólido (suelo). Muchos moluscos, arácnidos e insectos, así como reptiles, aves y mamíferos lo han dominado con éxito. Para las plantas, sin embargo, este medio crea importantes obstáculos en la realización de los procesos vitales, principalmente por la falta de agua en la atmósfera y su pobreza en nutrientes, por lo que su acceso a la tierra propició la aparición de tejidos tegumentarios, mecánicos y conductores, así como la división del cuerpo en órganos vegetativos: el brote, que realiza la función de nutrición del aire, y la raíz, que proporciona agua y sales minerales a la planta. En la tierra, viven principalmente plantas superiores.

entorno del suelo es una capa superficial de la litosfera, transformada como resultado de la interacción de muchos factores, entre los cuales los organismos vivos jugaron un papel importante. Se caracteriza por una densidad relativamente alta, baja iluminación, heterogeneidad de composición, aunque, a diferencia del ambiente aire-tierra, generalmente no tiene tal diferencia de temperatura y falta de agua y sales minerales. El aire también puede penetrar en los espacios entre las partículas del suelo, pero el oxígeno se consume con relativa rapidez por los procesos de oxidación, por lo que se puede observar su deficiencia.

El movimiento de un organismo en el suelo a menudo se asocia con obstáculos significativos, por lo que los animales en el suelo se mueven entre sus partículas, ya sea empujándolo como una lombriz de tierra o rastrillándolo con la ayuda de extremidades (topo, rata topo, oso) . El crecimiento de la raíz se ve facilitado por la descamación y el mucílago de las células de la cubierta de la raíz. Al mismo tiempo, están orientados hacia el centro de la tierra, así como hacia altas concentraciones de agua y nutrientes. Los organismos que habitan el suelo se llaman edafobiontes.

El hábitat, además de rodear a un determinado organismo, tiene cierta influencia sobre él, al igual que sobre él. Por lo tanto, los cuerpos y los fenómenos naturales que pueden interactuar con el cuerpo se denominan factores ambientales. Se dividen en dos grupos: abióticos y bióticos.

Para factores abióticos incluyen todas las influencias físico-químicas que pueden causar una respuesta en el cuerpo. Estos incluyen influencias climáticas (luz, temperatura, humedad), químicas (composición química del hábitat), edáficas (tipos de suelo) y otras.

Luz Se llama toda la gama de radiación solar, que es un flujo de energía con longitudes de onda de 1 a 1000 nm. Lejos de toda la luz emitida por el Sol incide en la superficie terrestre: más de la mitad es reflejada y dispersada por la atmósfera. La influencia de la luz, que es la principal fuente de energía de la Tierra, se puede considerar en términos de su intensidad, longitud de onda y fotoperiodo.

En relación con la intensidad de la luz, las plantas se dividen en amantes de la luz, amantes de la sombra y tolerantes a la sombra, y los animales se dividen en diurnos y nocturnos. La adaptación a la captación de luz en las plantas se expresa en que sacan las hojas al sol y las disponen de forma que una no oculte a la otra (mosaico de hojas). Sin embargo, incluso las plantas amantes de la luz no siempre pueden soportar un sol demasiado brillante y, por lo tanto, se protegen cambiando la posición de las hojas y los cloroplastos en ellas, aumentando la pubescencia de las hojas, lo que dispersa la luz, etc. Las plantas amantes de la sombra tienen una proporción ligeramente diferente de pigmentos fotosintéticos que las plantas amantes de la luz, más la cantidad de cloroplastos y otras características debido a que no solo adquieren un color verde oscuro, sino que también capturan la luz de manera más efectiva.

El espectro de la luz se divide en varias regiones:

• 10-400 nm - radiación ultravioleta;
• 400-740 nm - luz visible;
• 740-1000 nm - radiación infrarroja.

La longitud de onda de la luz es importante para el flujo de los procesos vitales más importantes. Entonces, pequeñas dosis de radiación ultravioleta son necesarias para la visión de muchos insectos, la formación de vitamina D en la piel humana, y grandes dosis son fatales, causando la formación de tumores malignos (cáncer) de la piel con exposición prolongada al sol abierto . El escudo de ozono en la atmósfera superior protege a la Tierra del exceso de radiación ultravioleta, pero en los últimos años su estado ha causado seria preocupación debido al uso de diversos compuestos químicos, lanzamientos de cohetes, etc.

La luz visible asegura el proceso de fotosíntesis y transpiración en las plantas (la apertura y el cierre de los estomas también está regulado por luz de diferentes longitudes de onda), la visión de la mayoría de los animales y humanos, y también es un sincronizador de ritmos biológicos para ambos grupos de organismos.

El rango de longitud de onda más largo de la luz se llama radiación infrarroja. Esta radiación eleva la temperatura del cuerpo calentado y la reduce en el emisor de rayos con una determinada longitud de onda. La radiación infrarroja es utilizada por varios animales de sangre fría y algunas plantas, elevando así la temperatura del cuerpo o de sus partes individuales. Sin embargo, estos mismos rayos, reflejados desde la superficie de la Tierra y emitidos por animales y plantas, no pueden atravesar la atmósfera saturada de dióxido de carbono y se reflejan de regreso, contribuyendo al agravamiento calentamiento global. Debido a la similitud de este fenómeno con los procesos que ocurren en terreno cerrado, se le denominó "efecto invernadero".

fotoperíodo llaman a la duración de la luz del día y de la noche, que tiene un ritmo diario y estacional y determina el momento de la floración de muchas plantas y el comportamiento de los animales debido a su sentido temprano de cambios futuros.

Temperatura afecta la velocidad de las reacciones bioquímicas, sin embargo, una parte significativa de los organismos solo puede existir en un rango de temperatura estrecho, ya que las transiciones abruptas de calor a frío y viceversa afectan negativamente su metabolismo. La única excepción son, quizás, solo las bacterias, cuyas esporas pueden resistir el enfriamiento hasta -200 $°$C y el calentamiento hasta 100 $°$C.

Las temperaturas a las que ocurren los procesos fisiológicos activos se denominan efectivas, sus valores no van más allá de las temperaturas letales. sumas eficaz las temperaturas, o la suma de calor, son un valor constante para cada especie y determinan los límites de su distribución. Por ejemplo, las variedades tempranas de patata se pueden cultivar en la región de Magadan, pero no el girasol.

En relación con la temperatura, todos los organismos se dividen en amantes del calor ( termófilos) y friolero ( criófilos). Los termófilos incluyen bacterias, plantas y animales. Por lo tanto, algunas especies de cianobacterias viven en manantiales geotérmicos en Kamchatka a temperaturas de 75-80 $°$C, los cactus y las espinas de camello toleran el calentamiento del aire hasta 70 $°$C, y varias especies desérticas de saltamontes, mariposas y reptiles prefieren temperaturas alrededor de $40 °$C. Al mismo tiempo, el cacao muere cuando la temperatura baja a +8 $°$С.

Las especies amantes del frío pueden realizar su actividad vital a 8-10 $°$С, pero rara vez sobreviven cuando la temperatura sube. Las semillas de las plantas, las esporas de bacterias y hongos, los rotíferos y algunos gusanos redondos resisten la congelación por encima de -270 $ ° $ C sin mucho daño para la vida posterior, y en estado activo a bajas temperaturas hay una serie de especies animales (pingüinos) y plantas (algas, gimnospermas) .

Las plantas no son capaces de mantener una temperatura corporal constante, pero, a diferencia de los animales, se ven obligadas a adaptarse a su acción. Por paradójico que parezca, las adaptaciones para tolerar altas y bajas temperaturas en las plantas son muy similares: la acumulación de azúcares solubles, aminoácidos y otros compuestos fijadores de agua en el citoplasma, y ​​un aumento en la intensidad de la respiración. Muchas especies árticas son de tamaño compacto, mientras que sus órganos reproductivos son relativamente grandes. Las plantas de latitudes del sur pueden tener hojas muy pequeñas o perderlas por completo (euphorbia, cactus), mientras que el tallo realiza la función de fotosíntesis.

En los animales, las reacciones a la temperatura ambiente tienen como objetivo regular la transferencia de calor. Aquellos que no pueden mantener una temperatura corporal constante se clasifican como poiquilotérmico, y aquellos para quienes es constante - para homoiotérmico.

Los animales poiquilotérmicos incluyen todos los invertebrados, peces, anfibios y reptiles. Tienen una tasa metabólica más baja. El aumento de su temperatura corporal lo proporciona la absorción de la radiación térmica de la luz solar y los objetos calientes (anfibios, reptiles), el trabajo muscular (insectos en vuelo), la vida social (termitas, hormigas, abejas), la intensidad de la evaporación de la humedad del superficie del cuerpo, etc. Con una disminución significativa de la temperatura, los animales poiquilotérmicos caen en un estado de estupor (anabiosis).

Los animales homeotérmicos (aves y mamíferos) se caracterizan por un mayor nivel de procesos metabólicos, que van acompañados de la liberación de calor. A bajas temperaturas en animales homoiotérmicos, aumenta la intensidad de las reacciones bioquímicas y aumenta la cantidad de calor que se distribuye por todo el cuerpo. Las altas temperaturas van acompañadas de un aumento de la transpiración e incluso de radiación de calor. Las plumas o la línea del cabello, así como el tejido adiposo subcutáneo, que desempeñan una función de aislamiento térmico, desempeñan un papel importante en la protección del cuerpo contra los cambios bruscos de temperatura. Sin embargo, a pesar de un sistema de termorregulación tan complejo, las reservas del organismo de los animales homoiotérmicos no son ilimitadas, y a temperaturas demasiado bajas o altas mueren.

Agua es un componente necesario de la célula, pero su abundancia y disponibilidad en ciertos hábitats puede limitar la distribución de organismos.

Según el grado de necesidad de agua, las plantas se dividen en tres grupos ecológicos principales: xerófitas, mesófitas e higrófitas. Xerófitos- Estas son plantas de hábitats áridos, se caracterizan por el alargamiento de las raíces, engrosamiento de la cutícula, pubescencia de las hojas, reducción del tamaño de las hojas y, en ocasiones, su caída. Estos incluyen cactus, mujeres gordas, espinas de camello - saxaul, etc.

mesófitos ocupan áreas moderadamente húmedas de la superficie terrestre, que incluyen trigo, guisantes, etc. Algunos representantes de este grupo ecológico, cuando ocurren condiciones adversas, pueden completar rápidamente la temporada de crecimiento y sobrevivir a la sequía en forma de semillas, bulbos, tubérculos o rizomas (tulipán, lirio de los valles, arándanos).

higrofitas adaptado a vivir en condiciones de exceso de humedad. Estos incluyen nenúfar, junco, totora, etc. No existen dispositivos especiales para la protección contra la evaporación, sin embargo, el exceso de humedad en el ambiente, que puede causar falta de oxígeno, contribuye al desarrollo de cavidades de aire en los higrofitos.

Los animales, al igual que las plantas, deben compensar la pérdida de agua, para lo cual la beben en abrevaderos, a menudo situados a decenas de kilómetros de distancia, la extraen de los alimentos o la almacenan. En ausencia de agua, algunos animales pueden hibernar.

La falta de sales minerales en el suelo provoca su falta en el cuerpo, como resultado de lo cual se alteran los procesos vitales y, en última instancia, la desviación de la norma en la tasa de crecimiento y desarrollo. Por ejemplo, la falta de calcio en el ser humano puede provocar un aumento de la fragilidad de los huesos, y en las plantas, una disminución del tamaño de las hojas, la muerte de raíces y cogollos, etc.

En el caso de un exceso de sales, se dificulta el intercambio de agua de plantas y animales, además, muchos iones son tóxicos para el organismo. Por lo tanto, la biodiversidad de la flora y la fauna de los solonchaks es muy inferior al número de especies en ecosistemas que no están lastrados por concentraciones tan altas de sal. Sin embargo, las plantas que habitan estos lugares se han adaptado al uso de tal cantidad de sales que necesitan para el transcurso de los procesos vitales, y el exceso de sales se deposita en vacuolas o se libera al exterior. Las plantas y los animales que se han adaptado a vivir en condiciones de mayor salinidad se denominan halófilos. Estos incluyen soleros, tamarix, corales, muchos invertebrados marinos, bacterias, etc.

Acidez es también un factor ambiental esencial, ya que muchos procesos metabólicos con el ambiente ocurren en una zona de pH limitado, y en el suelo también afecta la composición y actividad de la microflora que asegura la actividad vital de las plantas. Entonces, a valores de pH bajos, por ejemplo, el flujo de nitrógeno del suelo hacia las plantas disminuye, mientras que la disponibilidad de calcio, por el contrario, aumenta. Las plantas que se han adaptado a vivir en condiciones de alta acidez se llaman acidófilos(lino de cuco de musgo, algunas colas de caballo y juncias), reducido - basófilos(milenrama, aliso, bluegrass) y plantas de suelo con una reacción neutra - neutrófilos(fresa, maryannik, agrio).

Las fuentes naturales de radiación ionizante son los rayos cósmicos, que son bloqueados casi por completo por las capas superiores de la atmósfera, así como la radiación de una serie de elementos químicos (isótopos de uranio, radio, potasio, etc.) y sus productos de descomposición. En las últimas décadas han aparecido fuentes artificiales radiación ionizante- reactores de plantas de energía nuclear, rompehielos y submarinos, ojivas de misiles y bombas nucleares, máquinas de rayos X en instituciones médicas, electrodomésticos, etc. Pequeñas dosis de radiación ionizante, que no excedan el fondo natural, pueden aumentar la germinación de semillas y la tasa de crecimiento de las plantas. , y su aumento provoca mutaciones, trastornos metabólicos y de división celular, crecimiento y desarrollo del organismo, y puede conducir a la muerte.

El terreno, la presión atmosférica, la electricidad atmosférica, los incendios, el campo magnético terrestre, el ruido y otros factores también tienen un cierto efecto sobre los organismos vivos.

Factores ambientales bióticos Se denomina al conjunto de organismos vivos que afectan a otros seres vivos con su actividad vital. Uno de los factores bióticos es también la influencia humana. En este sentido, la diversidad de especies de la comunidad y el número de poblaciones que la forman son determinantes. Los organismos vivos no se establecen entre sí por casualidad, sino que forman ciertas comunidades adaptadas a la convivencia. De acuerdo con la dirección de acción sobre el organismo, todas las relaciones entre organismos en comunidades se pueden dividir en simbiosis, antibiosis y neutralismo.

Mutualismo- esta es una cohabitación mutuamente beneficiosa, en la que la presencia de un compañero es un requisito previo para la existencia de cada uno de los organismos, por ejemplo, la cohabitación de las raíces de las plantas con nódulos de bacterias y hongos.

cooperación se denomina una forma de simbiosis, en la que la cohabitación de los socios aporta beneficios evidentes a ambos, pero su conexión es facultativa, como entre un cangrejo ermitaño y una anémona.

comensalismo- esta es una forma de relación en la que uno de los socios se beneficia de ellos, mientras que el otro es indiferente (plantas epífitas y leñosas).

depredación Consiste en la matanza por parte de algunos animales de los individuos capturados de otras especies. Los depredadores no son solo animales, sino también plantas insectívoras, algunos hongos.

La relación entre individuos de la misma o diferente especie que compiten por los mismos recursos limitados se llama competencia. Por ejemplo, los hongos pueden limitar el crecimiento bacteriano liberando antibióticos, y los animales pueden incluso atacarse unos a otros.

amensalismo de hecho, es un caso extremo de competencia, si uno de los competidores es mucho más fuerte que el otro. Por ejemplo, un árbol grande da sombra a la hierba bajo su copa, mientras que casi no siente resistencia.

alelopatía en el sentido amplio de este término, implica la interacción de las plantas con la ayuda de sustancias biológicamente activas, pero inicialmente solo significaba la supresión de otras por una planta. Ejemplos de alelopatía son la supresión del crecimiento de otras plantas por las secreciones de la raíz del pasto de trigo.

Neutralismo se denomina cualquier tipo de relación en la que organismos que conviven en un mismo territorio no se influyen directamente entre sí, como por ejemplo, un roble y un alce en un robledal.

La ley del óptimo. A pesar de que una serie de factores ambientales permanecen prácticamente sin cambios durante mucho tiempo, como la fuerza de la gravedad, la composición y las propiedades de la atmósfera, las aguas del océano, etc., la mayoría de los demás factores cambian tanto en el tiempo como en el espacio. Estos cambios pueden ser regulares-periódicos (hora del día, mareas, estaciones del año), irregulares (huracanes, tsunamis, terremotos) o direccionales (cambios climáticos, contaminación atmosférica).

Los organismos individuales, así como los sistemas de superorganismos, se ven obligados a adaptarse a los cambios en curso, sin embargo, las reservas de su adaptación se formaron en el proceso de evolución y no son ilimitadas, por lo tanto, para cada organismo, población y ecosistema, existe un rango. de las condiciones ambientales - rango de estabilidad (supervivencia), dentro del cual tiene lugar la actividad vital de los objetos. Fuera de este rango - límites de supervivencia- el sistema vivo muere inmediatamente, o produce semillas, esporas, etc., o pasa a un estado de reposo temporal (bulbos, tubérculos y otros órganos de almacenamiento de las plantas, anabiosis en los animales, etc.).

Dentro del rango de estabilidad, la tasa de crecimiento y desarrollo de los organismos no es la misma. Por ejemplo, la duración del ciclo de vida de la mosca de la fruta Drosophila a +24 $°$C es en promedio de dos semanas, y a +17 $°$C ya es de unas tres semanas. Tales valores del factor ecológico en el que los organismos y las poblaciones logran el mejor desarrollo y la máxima productividad se denominan óptimo Cualquier desviación de este óptimo provoca la inhibición de los procesos vitales.

La identificación de estas regularidades permitió formular ley del óptimo: cualquier factor ambiental tiene ciertos límites de impacto positivo en los organismos.

La búsqueda de valores óptimos de los factores ambientales es de gran importancia práctica para la agricultura y la silvicultura, así como para algunas ramas de la medicina, ya que solo bajo esta condición se realiza el potencial de productividad genéticamente programado de una determinada especie, y también es posible para preservar la salud humana.

La ley del mínimo. La proporción óptima de factores ambientales es bastante rara en la naturaleza, y los factores que causan más alteraciones en el crecimiento y desarrollo del cuerpo se denominan limitante Es para ellos que el cuerpo desarrolla adaptaciones en primer lugar.

A pesar de que la naturaleza de los factores limitantes no es la misma: la falta de un elemento químico en el suelo, la falta de calor o humedad, las relaciones bióticas (la ocupación del territorio por un competidor más fuerte, la falta de polinizadores para plantas), pueden impedir significativamente la prosperidad de la especie. Por lo tanto, el rango de la especie está significativamente limitado por dos indicadores: el umbral de temperatura de desarrollo y la suma de temperaturas efectivas.

La identificación de los factores limitantes es muy importante en términos prácticos. Por lo tanto, muchas plantas cultivadas son muy exigentes con la acidez del suelo, por lo que encalar el suelo puede aumentar significativamente su productividad.

Al estudiar el efecto de una deficiencia de elementos de nutrición mineral en las plantas, el fisiólogo alemán J. Liebig formuló ley del minimo(1840):

La mayor influencia en el crecimiento y desarrollo del organismo la ejerce el factor del que actualmente se carece en mayor medida.

Sin embargo, no solo la falta de cualquier factor puede conducir a la interrupción de las funciones vitales del cuerpo, sino también su exceso, por lo tanto, en la actualidad, más generalizado. ley del factor limitante:

El factor más significativo es el que más se desvía de los valores óptimos para el organismo; es él quien determina la supervivencia de los individuos en un momento dado.

Los factores ambientales actúan sobre los organismos no por separado, sino en estrecha interacción entre sí. Valores excesivos de algunos de ellos pueden reducir los efectos adversos de la falta de otros, ya que, por ejemplo, en el caso de un fotoperiodo desfavorable, puede ser sustituido por temperaturas elevadas. Este fenómeno se llama compensación.

ritmos biológicos. La existencia de fluctuaciones rítmicas de una serie de factores ambientales obliga a los organismos vivos a coordinar su actividad vital con los períodos de acción de los valores más favorables de estos factores. Tales cambios que se repiten periódicamente en la intensidad y dirección de los procesos biológicos se denominan ritmos biológicos.

Los ritmos biológicos suelen ser hereditarios fijos, pero algunos de ellos son corregidos por cambios en los factores ambientales. La luz es uno de los principales organismos y ecosistemas que afectan periódicamente, ya que no solo actúa sobre los organismos desde el momento de su aparición, sino que también es la más estable en su dinámica, autónoma y no sujeta a otras influencias.

ritmos circadianos comunes a la mayoría de las especies de plantas y animales. El régimen de iluminación sirve como factor de señal para el comienzo y la finalización de la actividad para ellos. En muchas especies, hay un cambio en los ritmos diarios durante la temporada. Los jerbos en pleno verano tienen dos picos de actividad durante el día, uno a principios de primavera y otro a finales de otoño.

circadiano Los ritmos (circadianos, circadianos) son cambios repetidos en la intensidad y dirección de los procesos vitales con un período de 20 a 28 horas.Estos incluyen ciclos diarios de actividad de varios órganos y sistemas de órganos del cuerpo humano, abriendo y cerrando flores de un numero de plantas

Otro grupo muy importante de ritmos biológicos, que son de gran importancia para los organismos superiores e inferiores, incluye ritmos estacionales (casi estacionales), anuales (circanuales, circanianos), debido a la rotación de la Tierra alrededor del Sol.

fotoperiodismo. La reacción de los organismos al ritmo diario de iluminación (la relación entre la duración del día y la noche), que se expresa en un cambio en la intensidad de los procesos de crecimiento y desarrollo, se llama fotoperiodismo Está presente tanto en animales como en plantas.

En las plantas, el fotoperiodismo es una adaptación a un complejo de cambios estacionales en las condiciones externas. Por ejemplo, las plantas de la zona ecuatorial y los trópicos, donde el día y la noche tienen aproximadamente la misma duración, florecen con luz diurna corta, mientras que las plantas de clima templado, cuyo verano se caracteriza por largas horas de luz diurna (más de 12 horas), tienen este acto sólo en un día largo. Una disminución en la duración de las horas del día para ellos significa la llegada del invierno, y dejan de crecer, pasando a la floración y fructificación, la acumulación de sustancias de reserva.

En los animales, el fotoperiodismo también está asociado con cambios en los procesos vitales, por ejemplo, el inicio y la terminación de la temporada de apareamiento, las mudas, las migraciones estacionales, la hibernación, etc. También está fijado genéticamente, pero en muchos casos está coordinado con el día a día. ritmo de iluminación.

factor antropogénico

antropogénico factor es la totalidad de las consecuencias de las actividades humanas para el medio ambiente. Consiste en la explotación de los recursos naturales, incluidos los no renovables (extracción de gas, petróleo, minerales, etc.), la contaminación del aire, el agua y el suelo, el exterminio de un número significativo de especies animales y vegetales, lo que conduce a una violación irreversible del equilibrio ecológico. En la mayoría de los casos, el factor antropogénico no es sistemático, por lo que la adaptación de los organismos a su acción es significativamente difícil.

Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su función. Especies y estructura espacial del ecosistema. Niveles tróficos. Cadenas y redes de poder, sus eslabones. Reglas de la pirámide ecológica. Elaboración de esquemas de transferencia de sustancias y energía (cadenas y redes eléctricas)

Ecosistema (biogeocenosis), sus componentes: productores, consumidores, descomponedores, su papel

Biogeocenosis es un complejo estable y bastante homogéneo de especies interrelacionadas de organismos vivos y componentes del medio ambiente.

Ejemplos de biogeocenosis son bosques caducifolios, bosques de pinos, prados de agua, lagos, pantanos, etc. Según la doctrina de las biogeocenosis desarrollada por el académico VN Sukachev, las propiedades de la biogeocenosis son integridad, apertura, autorregulación y autorreproducción.

En la biogeocenosis se distinguen componentes bióticos y abióticos (biocenosis y biotopo, respectivamente). Biocenosis Se llama a la totalidad de las poblaciones de organismos vivos que habitan un área terrestre o embalse. Se caracteriza por la diversidad de especies, la densidad de población, la biomasa y la productividad. El sitio de un embalse o terreno mismo con las mismas condiciones de relieve, clima y otros factores abióticos, ocupado por una determinada biocenosis, es biotopo.

La integridad de las biogeocenosis se mantiene gracias al flujo de energía que las atraviesa. Dado que el principal proveedor de energía para la Tierra es la luz solar, los autótrofos la capturan y la convierten en una forma de sustancias orgánicas accesibles a otros organismos, mientras que los heterótrofos usan sustancias orgánicas preparadas.

Desde un punto de vista ecológico, las biogeocenosis se dividen en tres grandes grupos de organismos: productores, consumidores y descomponedores. Productores Son organismos autótrofos que sintetizan sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. A través de ellos, hay una entrada en el ecosistema de la energía de la luz solar o enlaces químicos de compuestos inorgánicos.

Los principales productores de la mayoría de los ecosistemas son las plantas verdes, aunque no se pueden descartar las bacterias foto y quimiosintéticas, que son la base de algunos ecosistemas acuáticos.

consumidores, que son heterótrofos, consumen sustancias orgánicas sintetizadas por autótrofos en el transcurso de la vida. Estos incluyen animales herbívoros y carnívoros, así como hongos. Los consumidores pueden estar representados por una serie de especies, cada una de las cuales es alimento para la siguiente. Por ejemplo, los animales herbívoros (insectos) se consideran consumidores de primer orden, las aves insectívoras, consumidores de segundo orden, y las aves rapaces, consumidores de tercer orden.

La presencia de consumidores en una biogeocenosis no es un requisito previo para su existencia, ya que los descomponedores seguirán utilizando los restos muertos. Estos son algunos ecosistemas de aguas profundas en los que las bacterias quimiosintéticas son las productoras.

descomponedores también pertenecen a los heterótrofos, ya que utilizan sustancias orgánicas preparadas, descomponiéndolas en sustancias inorgánicas, nuevamente involucradas en el ciclo biótico de sustancias por parte de los productores. Los descomponedores son bacterias, hongos y algunos animales, como las lombrices de tierra.

Así, debido a la existencia de estos tres grupos de organismos en las biogeocenosis, se lleva a cabo la circulación de sustancias, mientras que la mayor parte de la energía se disipa.

Especies y estructura espacial del ecosistema

A pesar de que las biogeocenosis de la Tierra son bastante diversas, en condiciones naturales, ninguna de ellas puede funcionar a expensas de una sola especie de organismos vivos, ya que estos últimos no pueden ser a la vez productor, consumidor y descomponedor. Así, alrededor de 100 especies de plantas, varios miles de especies de animales y cientos de especies de hongos y bacterias viven en un bosque de roble común.

Por supuesto, las especies de seres vivos difieren no solo en las características externas e internas, sino también en el número de individuos en las poblaciones, así como en su papel en esta biogeocenosis. Las especies que más determinan el tipo y estructura de la comunidad se denominan dominantes

Así, en un pinar, el estrato arbóreo dominante es el pino, y en el estrato arbustivo, por ejemplo, el frambueso, mientras que en el estrato herbáceo, bisontes, fresas, etc. Otras especies pueden jugar un papel menos significativo en el ecosistema, pero esto no quiere decir que sean menos importantes que las dominantes, ya que cada especie juega su papel en la biogeocenosis y ocupa su lugar, caracterizado por un determinado conjunto de factores ambientales que hacen posible que la especie exista en ella - nicho ecológico.

Las condiciones abióticas, incluso en partes individuales del biotopo, no son las mismas, ya que, por ejemplo, en un lago se puede distinguir una zona costera, una zona de aguas abiertas y una zona de aguas profundas cerca del fondo, que difieren en las condiciones de iluminación. , suministro de oxígeno, temperatura y otras características, lo que, a su vez, deja una huella en la aparición de ciertos tipos de organismos en ellos.

En la zona costera del lago, además de las algas, crecen plantas acuáticas superiores: juncos, espadañas, juncos, nenúfares, algas canadienses, antocerotes, etc. Los consumidores de esta zona incluyen larvas de libélula, varios crustáceos, caracoles de estanque, ranas. y serpientes En la zona de aguas abiertas, varios tipos de algas sirven como productores, cuya profundidad está determinada por la penetración de la luz solar.

Estos productores se alimentan de zooplancton, incluidos pequeños crustáceos, cíclopes y dafnias, que son devorados por peces pequeños, como la cucaracha, que a su vez es presa de peces más grandes, lucios o percas. La zona de aguas profundas y el sedimento del fondo del embalse están habitados por bacterias, chinches túbulos, larvas de mosquitos y moluscos bivalvos que se alimentan de residuos orgánicos.

El bosque caducifolio también tiene una estructura pronunciada, ya que en él se pueden distinguir varios niveles: leñoso alto, leñoso bajo, arbustivo, herboso y musgoso. En estos niveles, la iluminación, la temperatura y la humedad difieren significativamente. Entonces, los niveles de árboles están representados por robles, hayas y tilos amantes de la luz. Muchas aves anidan en los niveles superiores del bosque (Cárabo común, Hobby, Gavilán, Paloma torcaz, Urraca, Grajilla, Cuervo, Zorzal común, Pinzón común, Carbonero común, Carbonero común, Pájaro carpintero, Urraca, Trepatroncos, Lucio), hojas de plantas leñosas y los arbustos sirven como alimento para insectos adultos y sus larvas (por ejemplo, polillas y unas 1600 otras especies), pájaros herbívoros, hongos y bacterias. De los mamíferos, aquí vive la ardilla gris.

Los arbustos de la maleza son predominantemente euonymus, espino blanco, saúco, viburnum y endrino tolerantes a la sombra. Las aves que habitan aquí son el petirrojo, el mirlo, el papamoscas cerrojillo, el colirrojo, el pájaro carpintero, el trepador azul, el pika. La ardilla gris también es común aquí, así como muchos insectos que también se encuentran en la capa de hierba.

Los pastos y musgos en el bosque son mucho más tolerantes a la sombra, ya que en verano están casi completamente sombreados por el follaje de los árboles. En algunos lugares hay hongos y líquenes. En la hierba, puedes encontrar nidos de pájaros pequeños: el reyezuelo, el vendedor ambulante del bosque, las currucas. Los mamíferos de este nivel en su gran mayoría pertenecen a roedores (campañoles, lirones), liebres (liebres) y artiodáctilos (jabalíes, alces, corzos). La diversidad de especies de artrópodos aquí no es menor que en las capas superiores, ya que en la capa inferior se pueden encontrar mariposas, abejas, mosquitos, escarabajos, saltamontes y arañas.

El suelo en un bosque caducifolio generalmente está cubierto con una hojarasca de restos de plantas. En él y en las capas superiores del suelo, penetradas por las raíces de las plantas, es especialmente grande una variedad de especies de bacterias y hongos, también hay lombrices de tierra, larvas de moscas, mariposas, escarabajos peloteros y escarabajos muertos, ciempiés, piojos de la madera. , colémbolos, ácaros, nematodos. Algunos mamíferos, como los topos, también eligieron el suelo como hábitat permanente.

Así, la biogeocenosis se caracteriza por una especie y estructura espacial que asegura no solo su integridad, sino también su singularidad.

Cadenas y redes de poder, sus eslabones. Niveles tróficos

Cada organismo en una biogeocenosis está asociado con otras interacciones positivas o negativas. Los primeros mitigan el efecto de los factores ambientales, proporcionando nutrición, reproducción y la posibilidad de protección, mientras que los segundos, por el contrario, a menudo representan una amenaza para la existencia misma de un organismo determinado.

Una serie de especies interrelacionadas, cada una de las cuales sirve de alimento a la siguiente, se denomina circuitos de potencia, o cadena alimentaria (trófica). La cadena alimentaria asegura la transferencia de la energía contenida en las sustancias orgánicas desde los productores a través de una serie de organismos al comer unas especies por otras.

Cuando se transfiere energía, una parte importante (80-90 %) se disipa en forma de calor, por lo que la mayoría de las cadenas alimentarias contienen de 3 a 5 eslabones. Por ejemplo, un ratón de campo come granos de trigo y un zorro puede comerlo él mismo. En los ecosistemas acuáticos, las cadenas alimenticias suelen ser más largas que en los terrestres y pueden contener consumidores hasta el cuarto orden. Así, en la zona de la plataforma continental, el fitoplancton (diatomeas y flagelados) es alimento del zooplancton (copépodos, larvas de cangrejo y krill), que, a su vez, son consumidos por los cefalópodos, y de ellos se alimentan el bonito y el atún.

Según investigaciones recientes, la longitud de la cadena alimentaria también está limitada por otros factores. Es posible que la disponibilidad de alimentos preferidos y el comportamiento territorial jueguen un papel importante, lo que reduce la densidad de población de los organismos y, por lo tanto, la cantidad de consumidores de orden superior en un hábitat particular.

Hay dos tipos de cadenas alimentarias en los ecosistemas: cadenas de pastoreo y cadenas de descomposición. Las cadenas alimentarias discutidas anteriormente, que comienzan con los productores (plantas) y van a los consumidores de varios órdenes (herbívoros y luego a los depredadores), se denominan cadenas de comer, o cadenas de pastos.

En cambio, en las cadenas de descomposición, o cadenas detríticas, la fuente de materia orgánica son restos vegetales y animales, excrementos animales, que se alimentan de pequeños animales (crustáceos, moluscos), así como de microorganismos. La masa semidescompuesta de residuos orgánicos, junto con los microorganismos que la procesan, se denomina detrito. Así, en los manglares, los insectos consumen sólo alrededor del 5% de la biomasa vegetal y el resto entra al agua y es transportado a distancias considerables. La existencia de cadenas detríticas no es inútil, ya que asegura la finalización de la circulación de sustancias en las biogeocenosis. Además, los organismos incluidos en estas cadenas son al mismo tiempo alimento para los consumidores de las cadenas de pastoreo (por ejemplo, en el bosque puede haber una cadena de este tipo: hojarasca - lombriz - mirlo - gavilán).

Las diferentes áreas de biocenosis se caracterizan por cadenas alimentarias desiguales. Así, en tierra y en la plataforma continental, la mayor parte de la biomasa vegetal cae en las cadenas de descomposición, mientras que en mar abierto predominan las cadenas de pastoreo.

Las cadenas alimenticias de la biogeocenosis están intrincadamente entrelazadas debido al hecho de que los mismos organismos pueden alimentarse de varias especies de otros, servir como alimento para varias especies y también entrar simultáneamente en las cadenas de alimentación y descomposición. Por tanto, en las biogeocenosis reales se forman complejos de cadenas tróficas interconectadas. redes alimentarias.

Las redes y cadenas tróficas dentro de cada biogeocenosis tienen una estructura bien definida, ya que en ellas se pueden distinguir grupos de organismos unidos por un tipo común de nutrición. Por ejemplo, en un prado, los cereales, el trébol, el geranio de campo y otras plantas son productores, mientras que los saltamontes, los escarabajos de las hojas, las orugas de varias especies de mariposas y los ratones de campo son consumidores de primer orden, las lagartijas, las lavanderas y los petirrojos son consumidores de los 2do orden orden. Tales grupos de organismos pertenecen a uno nivel trópico.

Reglas de la pirámide ecológica

Dado que los niveles tróficos difieren en varios indicadores, la relación entre ellos en un ecosistema se puede representar gráficamente, en la forma pirámide ecológica.

Hay tres tipos pirámides ecológicas: pirámide de números, pirámide de biomasa y pirámide de energía.

Pirámide de números refleja el número de individuos en cada nivel trófico.

pirámide de biomasa según la cantidad de materia orgánica seca.

pirámide de energía se basa en la cantidad de energía contenida en los individuos en cada nivel trófico.

En los casos en que el número o la masa de productores es menor que la masa de consumidores, la base de la pirámide es menor que su vértice y resulta estar invertida. Por ejemplo, en un bosque de robles, la cantidad de árboles es pequeña en comparación con la cantidad de insectos que se alimentan de sus tejidos y basura, mientras que en las partes del ecosistema de aguas profundas, la biomasa de los productores es insignificante y la materia orgánica proviene. de otras partes del embalse. Solo las pirámides de números y biomasa pueden invertirse, mientras que la pirámide de energía siempre se estrecha hacia arriba.

Las pirámides ecológicas proporcionan un marco visual para comparar diferentes ecosistemas, estados estacionales del mismo ecosistema y diferentes fases de cambio del ecosistema. Además, la compilación de pirámides ecológicas brinda a la persona la oportunidad de obtener el máximo rendimiento de los productos del ecosistema. Las pirámides de energía se consideran las más importantes porque abordan directamente la base de las relaciones nutricionales: el flujo de energía necesario para la vida de cualquier organismo.

La base para compilar la pirámide de energía es productividad Ecosistemas - la cantidad de energía producida por él en un cierto período de tiempo. A pesar de que los productores pueden almacenar cantidades significativas de energía en los enlaces químicos de las sustancias orgánicas, ellos mismos la gastan parcialmente en los procesos de respiración. Los consumidores pierden cantidades mayores o menores de energía (generalmente 80-90%) en cada nivel trófico posterior, reteniendo solo alrededor del 10% y, en última instancia, una biogeocenosis estable la gasta en su propio funcionamiento casi por completo. Sobre la base de esta regularidad, regla de la pirámide ecológica, o regla del 10%: en cada eslabón posterior de la cadena alimentaria, la cantidad de energía disminuye 10 veces.

Una simple enumeración de las especies que viven en un área determinada de un territorio o área de agua no brinda información completa sobre el ecosistema, ya que las interconexiones de estos organismos quedan fuera del alcance de tal lista. Además, el estudio de cadenas alimentarias y redes de biogeocenosis aporta la información necesaria sobre el flujo de energía y sustancias en el ecosistema.

Para facilitar la escritura de la cadena alimenticia, sus eslabones se escriben en una línea de izquierda a derecha, comenzando con los productores, seguidos por los consumidores de 1°, 2° orden, etc. Los eslabones de la cadena alimenticia están interconectados por flechas que indican la dirección del flujo de materia y energía. Por ejemplo, en la pradera, los cereales son alimento para saltamontes, que son consumidos por pequeñas aves insectívoras, y de ellos se alimentan serpientes, que son peligrosas para los erizos. Esta cadena alimenticia se verá así:

cereales $→$ saltamontes $→$ pájaros insectívoros $→$ serpientes $→$ erizos.

Se puede ver en este registro que los cereales son productores, los saltamontes son consumidores de primer orden, las aves son consumidores de segundo orden y las serpientes y los erizos son consumidores de tercer y cuarto orden, respectivamente.

A veces se requiere elaborar una cadena alimenticia, guiada solo por la lista de especies de organismos incluidos en ella. En este caso, es necesario analizar no tanto su filiación sistemática como la forma de alimentación. Por ejemplo, es necesario elaborar una cadena alimenticia de acuerdo con los siguientes datos: los guepardos, los antílopes, las acacias y las hienas están muy extendidos en la sabana africana.

Primero, seleccionamos productores de las especies propuestas: estas son plantas (acacia). Ellos, sin duda, deberían estar en primer lugar, ya que todas las demás especies son animales (heterótrofos). Ahora distribuimos a los consumidores según su posición en la cadena trófica: los antílopes son herbívoros, los guepardos son depredadores y las hienas son carroñeras.

Así que la cadena alimenticia se verá así:

Sin embargo, también es posible una cadena más corta, en la que el tercer eslabón estará ausente, ya que las hienas también pueden alimentarse de antílopes que mueren de inanición, enfermedad, heridas o vejez.

Se debe hacer lo mismo si, teniendo una lista de plantas y animales, se quiere hacer una red alimenticia. Por ejemplo, nos dan un lobo, un zorro, un alce, una ardilla, un castor, un pino del bosque, un arce, una liebre, un abeto, un álamo temblón y una espadaña. Dado el hecho de que cada componente de esta red alimentaria puede servir como alimento para uno o más y tener más de una fuente de alimento, obtenemos la siguiente red alimentaria.

Resolver problemas ambientales

Tarea 1. Construya una cadena alimentaria del ecosistema forestal en la que las plantas leñosas sean productoras y los halcones sean los consumidores de mayor orden.

Decisión.

Dado que las plantas son productoras, ocuparán la primera posición en la cadena alimentaria:

planta $→$

Muchos insectos pueden alimentarse de sus tejidos, por ejemplo, los pulgones que chupan el jugo del floema. El pulgón será un consumidor de 1er orden:

planta $→$ pulgón $→$

Como saben, los pulgones son exterminados por las mariquitas, que se usan incluso en jardines y campos en lugar de pesticidas:

planta $→$ pulgón $→$ mariquita $→$

Pocas aves pueden comer mariquitas debido a su coloración de advertencia, pero los estorninos también son una de ellas:

planta $→$ pulgón $→$ mariquita $→$ estornino $→$

El estornino bien puede convertirse en presa del halcón, que completará esta cadena alimentaria, siendo un consumidor de 4º orden:

Responder: planta $→$ pulgón $→$ mariquita $→$ estornino $→$ halcón.

Tarea 2. En un ecosistema de sabana africana simplificado, hay cuatro componentes: plantas (acacia), herbívoros (antílopes), carnívoros (guepardos) y carroñeros (hienas). ¿Qué organismos ocupan el segundo nivel trófico en este ecosistema?

Decisión.

Dado que solo las acacias son productoras y todas las demás son consumidoras, las plantas se encuentran al comienzo de la cadena alimentaria:

acacia $→$

Los antílopes son herbívoros, los guepardos son depredadores y las hienas son carroñeras. Por lo tanto, la cadena alimentaria toma la forma:

acacias $→$ antílopes $→$ guepardos $→$ hienas.

De esta cadena alimentaria se desprende que son los antílopes los que ocupan el segundo nivel trófico.

Responder: antílope.

Tarea 3.¿Cuántas gaviotas pueden alimentarse en una zona de mar donde se forman 1200 kg de masa seca de fitoplancton al año? La masa de una gaviota es de 1 kg (materia seca - 40%), la gaviota se alimenta de peces y los peces se alimentan de fitoplancton. Al resolver el problema, se debe tener en cuenta la regla de la pirámide ecológica.

Decisión.

En primer lugar, a partir de los datos del problema, es necesario trazar una red alimentaria:

fitoplancton $→$ pescado $→$ gaviota.

De esta cadena se deduce que la pirámide de la biomasa será de tres niveles y, según la regla del 10%, o regla de la pirámide ecológica, la biomasa de las gaviotas será 100 veces menor que la biomasa del fitoplancton:

gaviota - 1%;

pescado - 10%;

fitoplancton - 100%.

Teniendo en cuenta que la pirámide de biomasa se basa en la masa de materia seca, calculamos la masa de materia seca de la gaviota:

$(m)↙(gaviotas secas)=(m)↙(gaviotas crudas) 40% / 100% = 1 0.4 = 0.4$ kg.

Determine cuánta materia seca de fitoplancton se requiere para alimentar a una gaviota:

$(m)↙(fitoplancton seco)=(m)↙(gaviotas crudas) 100 = 0.4 100 = $40 kg.

Y, finalmente, calculamos cuántas gaviotas pueden alimentarse en esta zona de agua:

$(n)↙(gaviotas)=((m)↙(fitoplancton seco total))/((m)↙(fitoplancton seco)) = (120)/(40) = 30$ gaviotas.

Responder: 30 gaviotas.

Tarea 4. El peso promedio de un zorro rojo de un año es de 20,5 kg. Supongamos que a partir de la edad de un mes, cuando el peso del cachorro de zorro era de 500 g, pasó a alimentarse exclusivamente de perdices (peso promedio: 800 g). ¿Cuántas perdices necesitó comer para alcanzar la masa de un zorro de un año? ¿Qué incremento en la biomasa de los productores se necesitó para esto? ¿Qué área (en ha) es suficiente para alimentar a un zorro si la productividad de la biomasa vegetal es de 2 t/ha?

Decisión.

Hagamos una cadena alimenticia para este territorio, dado que las perdices son predominantemente herbívoras:

planta $→$ perdiz $→$ zorro.

Calculemos cuánto peso ganó el zorro durante el año, comiendo perdices:

$(∆m)↙(zorros)=20.5kg-0.5kg=20kg$

Según la regla de la pirámide ecológica, para ganar tal masa, necesitaba comer 10 veces más perdices:

$(m)↙(perdices)=(∆m)↙(zorros) 10 = 20 10 = $200 kg.

Determinemos la cantidad de perdices necesarias para alimentar al zorro:

$(n)↙(perdices)=((m)↙(perdices))/((m)↙(perdices)) = (200kg)/(0.8kg) = $250 (perdices).

Ahora determinemos, según la regla de la pirámide ecológica, qué biomasa de productores se requirió para alimentar 200 kg de perdices:

$(m)↙(productores)=(m)↙(perdiz) 10 = 200kg 10 = $2000 kg.

Calculemos la superficie necesaria para la subsistencia de perdices y zorros, teniendo en cuenta la productividad de este ecosistema (2000 kg/ha):

$S=((m)↙(productores))/productividad = (200kg)/(2000(kg)/(ha)) = 1$ ha.

Responder: para alimentar a un zorro se necesitan 250 perdices, que consumen 2000 kg de biomasa vegetal. 1 hectárea de territorio es suficiente para alimentar a un zorro.

Diversidad de ecosistemas (biogeocenosis). Autodesarrollo y cambio de ecosistemas. Estabilidad y dinámica de los ecosistemas. La diversidad biológica, la autorregulación y la circulación de sustancias son la base para el desarrollo sostenible de los ecosistemas. Causas de la estabilidad y cambio de los ecosistemas. Cambios en los ecosistemas bajo la influencia de las actividades humanas. Agroecosistemas, principales diferencias con los ecosistemas naturales

Diversidad de ecosistemas (biogeocenosis)

biomas

La aparentemente interminable variedad de biogeocenosis de nuestro planeta, basada en unos pocos criterios ecológicos, puede reducirse a varios tipos principales confinados a ciertos paisajes y zonas climáticas. Estas colecciones específicas de diferentes grupos de organismos y sus hábitats se denominan biomas. Las características del hábitat, que dejan una huella en la naturaleza de los procesos que ocurren en la biogeocenosis, así como sus especies y estructura espacial, permiten atribuir biomas a tierra (tierra) o agua.

Principales ecosistemas terrestres

La clasificación de los ecosistemas terrestres se basa, en primer lugar, en el tipo de cobertura vegetal de una determinada superficie terrestre, lo que permite distinguir entre biogeocenosis desérticas, herbáceas y forestales. Los ecosistemas desérticos, a su vez, se dividen en tropicales, templados y fríos, herbosos, en sabanas, praderas, estepas y tundra, y bosques, en selvas tropicales, bosques caducifolios de latitudes templadas, etc.

Desiertos. Para desiertos incluyen territorios donde el nivel de precipitación no supera los 250 mm por año, y la evaporación de la humedad es mucho mayor que la cantidad de precipitación. Estos ecosistemas cubren alrededor del 30% de la superficie terrestre en casi todas las latitudes de la Tierra, desde la zona tropical de Atacama y el sur del Sahara hasta los desiertos helados de la Antártida.

Las condiciones de vida extremadamente difíciles en los desiertos determinan la escasez y escasez de la cubierta vegetal, lo que, a su vez, es la razón de la bajísima productividad de estos ecosistemas y contribuye a la formación de cadenas alimentarias cortas en ellos. Entonces, en los desiertos de América del Norte, los cactus dominan y los coyotes y los halcones son los consumidores de mayor orden.

La fragilidad de la vida en los desiertos obliga a prestar especial atención a su protección, ya que el pastoreo y los vehículos todoterreno provocan graves perturbaciones en estos ecosistemas.

Los ecosistemas dominados por la cubierta de pastos son característicos de áreas en las que las precipitaciones son más altas y la humedad se retiene parcialmente en el suelo. Se localizan principalmente en las zonas tropicales, templadas y subárticas del planeta.

Ecosistemas de pastos tropicales, o sabanas, forman bandas anchas a ambos lados del ecuador. En estas regiones, las temperaturas medias son bastante altas y las precipitaciones caen principalmente en primavera o verano, mientras que están ausentes durante el resto del tiempo (estación seca). Además de pastos y otras plantas herbáceas, también se pueden encontrar árboles dispersos en las sabanas, como baobabs y acacias paraguas. La fauna de los ecosistemas herbosos tropicales, representada por elefantes, rinocerontes, jirafas, antílopes, leones, diversos roedores, lagomorfos, numerosas aves, etc., se enriquece en invierno con aves que migran desde Eurasia. Sin embargo, a pesar de que la productividad de las sabanas y su diversidad de especies supera a la de los desiertos, y deberían ser más sostenibles, las sabanas no se ven menos afectadas por factores antropogénicos, como el sobrepastoreo y los incendios.

Ecosistemas herbáceos de latitudes templadas ocupan la mayor parte de las regiones interiores de los continentes. En Eurasia se les llama estepas, en Norte América - praderas, en el sur pampa y llanos, En Sudáfrica sabanas. A pesar de los vientos que soplan casi constantemente, lo que contribuye a la evaporación de la humedad, parte de ella todavía está retenida en el suelo debido a la densa cubierta vegetal. En la flora de estos ecosistemas están bastante representados los cereales, como la pampa, el pasto pluma, etc.. Anteriormente también se encontraban en ellos grandes mamíferos, como bisontes, giras, saigas, kulans, etc. el exterminio depredador de estos animales, y más tarde el arado de praderas y estepas condujo a la degradación de las biogeocenosis, seguida de la erosión del suelo y las tormentas de arena.

En las mismas latitudes, en áreas con mejor suministro de humedad, más a menudo en llanuras aluviales, en áreas montañosas y en claros de bosques, se encuentra otro tipo de ecosistemas herbáceos: prados. Su cubierta vegetal se caracteriza por la abundancia de hierbas perennes, principalmente gramíneas y juncos.

Ecosistemas de pastos polares, o tundra, ubicado en la zona subártica. Están cubiertas de nieve y hielo durante la mayor parte del año, aunque en estas zonas hay pocas precipitaciones, y caen principalmente en forma de nieve. Los inviernos en la tundra son largos y severos, ya que el efecto de las bajas temperaturas se ve exacerbado por los vientos tormentosos que soplan casi constantemente. La capa de suelo de la tundra está unida por permafrost, e incluso en verano el suelo se descongela por un máximo de 1 m, pero al mismo tiempo permanece sobresaturado con humedad. La cubierta vegetal aquí está formada principalmente por musgos y líquenes, además de brezos, linneas del norte y otros, aunque también se encuentran plantas leñosas rastreras, como sauces enanos y abedules. La fauna de la tundra tampoco es rica, está representada por osos polares, zorros árticos, glotones, renos, lemmings, gansos polares que llegan en verano, colimbos, págalos, etc. Aquí también abundan los insectos chupadores de sangre: mosquitos, mosquitos, mosquitos.

La pobreza en la composición de especies, las bajas tasas de crecimiento de la vegetación, la lenta descomposición de la materia orgánica, el bajo espesor del suelo o su total ausencia en parte del territorio amenazan la permanencia de los ecosistemas debido a la explotación intensiva de los recursos naturales (producción de petróleo y gas ) en estas áreas.

Los ecosistemas forestales dominados por plantas leñosas se encuentran en áreas del globo con condiciones climáticas más o menos estables y precipitaciones casi uniformes durante todo el año.

Selvas tropicales ampliamente distribuidos en las regiones ecuatoriales, caracterizados por temperaturas medias anuales moderadamente altas, más o menos estables, así como por una importante cantidad de precipitaciones, que determinan la humedad del aire, llegando hasta el 100%. Típico de los bosques húmedos es el predominio de grandes árboles de hoja perenne, mientras que la capa de hierba prácticamente no se expresa aquí debido al alto grado de densidad de la copa. A pesar de la muy alta productividad de tales ecosistemas, la formación de una capa de suelo fértil en ellos es muy difícil debido al procesamiento extremadamente rápido de la hojarasca vegetal y otros residuos orgánicos por parte de bacterias y hongos, así como al lavado relativamente fácil de los elementos biogénicos. por chubascos, especialmente en áreas perturbadas.

La biocenosis del bosque tropical húmedo se caracteriza por la mayor diversidad de especies de plantas y animales altamente especializadas entre las biogeocenosis terrestres, cada una de las cuales ocupa un lugar estrictamente definido en las redes alimentarias. Al mismo tiempo, el desequilibrio en el ecosistema del bosque húmedo tropical debido a la tala, tendido de caminos, etc. conduce a procesos irreversibles. Este tipo de biogeocenosis necesita tanto más una cuidadosa protección, ya que, por ejemplo, la selva amazónica es una de las fuentes de oxígeno más importantes del planeta.

Bosques caducifolios las latitudes templadas forman una cubierta vegetal en áreas con estacionalidad bien definida y precipitaciones uniformes durante todo el año. A pesar de que el verano aquí es bastante largo y el invierno no es demasiado severo, el clima en estas latitudes es más bien fresco o moderadamente cálido. Una importante diversidad de especies de flora y fauna en los bosques caducifolios determina la complejidad de las cadenas alimentarias y la estabilidad de la biogeocenosis en su conjunto, lo que, a su vez, contribuye a su rápida recuperación ante diversas perturbaciones antrópicas.

coníferas del norte, o bosques boreales (taiga), son característicos de las regiones más al sur del cinturón subártico que la tundra. Los veranos aquí son relativamente cortos y frescos, mientras que los inviernos son largos y bastante severos, y la cantidad de precipitación durante el año es baja (250-500 mm por año). En comparación con otros ecosistemas forestales, la taiga es una de las biogeocenosis menos perturbadas, a pesar de la tala intensiva, la recolección de hongos y bayas y la caza de pieles.

Junto con la latitud, también se expresa en la Tierra la zonalidad altitudinal, la cual está determinada no sólo y no tanto por la intensidad de la radiación solar, sino por el ángulo de incidencia de los rayos solares, las diferencias de temperatura, la disponibilidad de humedad y otros factores. . Por lo tanto, aquí hay ecosistemas de bosques, praderas y desiertos. Las características de las montañas son especies de animales y plantas como, por ejemplo, edelweiss, galera violeta, muflón, leopardo de las nieves, etc.

Principales ecosistemas acuáticos

La clasificación de las biogeocenosis acuáticas está determinada en gran medida por las características del hábitat, es decir, la salinidad, la profundidad de penetración de la luz solar, la concentración de oxígeno disuelto, la disponibilidad de nutrientes y la temperatura. Están representados por océanos y mares, así como por cuerpos de agua continentales: ríos y arroyos, lagos y pantanos.

océanos y mares. En los océanos y mares se pueden distinguir dos zonas principales: la zona costera y la zona de mar abierto. La zona costera del océano está representada por aguas poco profundas relativamente cálidas y ricas en nutrientes, que ocupan alrededor del 10% del área oceánica entre la línea de marea alta en tierra y la plataforma continental. Los ecosistemas acuáticos costeros se caracterizan por la mayor productividad debido al flujo de nutrientes tanto de los sedimentos del fondo como de la tierra, lo que determina la concentración del 90% de la biomasa de plantas y animales oceánicos aquí. La zona costera incluye principalmente estuarios y arrecifes de coral.

estuarios- estos son los lugares donde los ríos y arroyos desembocan en el océano, que se caracterizan por una baja salinidad y una mayor ingesta de elementos biogénicos, lo que determina la productividad significativa de estos ecosistemas.

los arrecifes de coral, distribuidos en las zonas costeras del océano en latitudes cálidas tropicales y subtropicales, forman a lo largo de millones de años los ecosistemas más complejos, como los atolones del Océano Pacífico y la Gran Barrera de Coral en Australia. Se caracterizan por una importante diversidad de especies de flora y fauna.

La parte del océano abierto, cuyo límite es el borde de la plataforma continental, representa solo alrededor del 10 % de la biomasa de organismos vivos en este ecosistema, ya que el desarrollo de las plantas está limitado en gran medida por la deficiencia de nutrientes y la profundidad de penetración de los luz del sol. Sin embargo, debido a la gran extensión del océano abierto, en él se forma una parte importante de materia orgánica y oxígeno. La vida en el océano abierto depende en gran medida del fitoplancton, razón por la cual a menudo se los denomina pastizales oceánicos.

aguas continentales ocupan sólo alrededor del 2-3% de la superficie terrestre. Según las características del curso de agua, se clasifican en estancadas (lagos y pantanos) y corrientes (ríos y arroyos).

La diversidad de especies en los lagos depende principalmente de la superficie y la profundidad del embalse, las condiciones climáticas regionales y la composición química del agua. En aquellos casos en que ingresan al agua del lago más sustancias minerales y orgánicas de las que pueden estar involucradas en la circulación de este ecosistema, el proceso eutrofización- acumulación gradual de residuos orgánicos no descompuestos, lo que provoca un cambio en las comunidades de plantas y animales, sometimiento gradual y crecimiento excesivo del embalse.

pantanos- se trata de zonas de terreno excesivamente húmedas, en cuyos horizontes superiores se acumula una capa más o menos importante de residuos vegetales no descompuestos, formando una capa de turba. Estos ecosistemas ocupan alrededor de 350 millones de hectáreas en casi todos los paisajes y zonas geográficas de la Tierra.

Las turberas cumplen funciones extremadamente importantes asociadas con la acumulación de sustancias orgánicas no descompuestas, que posteriormente forman turba, así como con la purificación de las aguas que luego desembocan en ríos, lagos, mares, aguas subterráneas, a partir de sustancias minerales y orgánicas. Al igual que las selvas tropicales y los estuarios, se encuentran entre los ecosistemas más productivos.

En los ecosistemas fluidos, además del flujo, que determina las características de formación de las comunidades vegetales y animales, además de mejorar el suministro de oxígeno y ayudar a mantener una temperatura más o menos constante, son factores adicionales el aporte de sustancias orgánicas y nutrientes. , en particular, con aguas residuales domésticas e industriales. La diversidad de especies de flora y fauna aumenta paulatinamente desde los nacimientos hasta la desembocadura, además, a lo largo de los cauces de los ríos de tierras bajas, también se forma la fauna de las vertientes costeras.

La pobreza de la base alimenticia en las aguas que fluyen contribuye a la formación de redes alimenticias, ya que muchos animales son omnívoros y comen no solo plantas y animales, sino también detritos. La intensa actividad económica humana ha provocado un cambio significativo en la faz del planeta y la disrupción de una parte significativa de los ecosistemas naturales del planeta, formados históricamente bajo la influencia de factores geológicos y climáticos, y la creación de ecosistemas artificiales, incluidos agrocenosis.

Autodesarrollo y cambio de ecosistema

La vida humana es, en la mayoría de los casos, demasiado corta y tiene lugar en un entorno modificado por el hombre para captar los cambios que se producen en los ecosistemas. Son más visibles en los caminos rurales abandonados, que primero son ocupados por plantas resistentes al pisoteo como los plátanos, luego predomina aquí la nudillo (knotweed) y finalmente son reemplazadas por pastos anuales, que a su vez son expulsados ​​​​por plantas perennes. En 10-15 años, solo un ojo entrenado podrá distinguir por dónde pasó este camino por la composición de la vegetación.

Los cambios ocurren no solo en los ecosistemas perturbados, los ya formados también están sujetos a ellos. Entonces, un lago inundable con nenúfares que nos parecía limpio en la infancia, después de varios años, resulta estar muy contaminado. Está cubierto de juncos y espadañas, en él se multiplican algas y plantas acuáticas sumergidas, y el lago se convierte gradualmente en un pantano. Esto se debe a que las poblaciones presentes en la biocenosis modifican el hábitat, creando así las condiciones para el surgimiento y dispersión de nuevas especies, que se multiplican con el tiempo, capturando cada vez más áreas nuevas y, al final, ocupan un lugar dominante. posición en la nueva comunidad.

Los cambios en las biogeocenosis pueden estar dirigidos tanto a restaurar como a cambiar los propios ecosistemas. Las razones de estos cambios se encuentran con mayor frecuencia en las propias biogeocenosis, y los sucesivos cambios sucesivos de comunidades en un área se denominan autodesarrollo de la biogeocenosis.

Sostenibilidad y dinámica de los ecosistemas

Como cualquier sistema, un ecosistema tiene una cierta capacidad amortiguadora, es decir, busca minimizar las consecuencias de las influencias perturbadoras a expensas de las reservas internas (principio de Le Chatelier-Brown), incluidas las consecuencias de la actividad humana.

Los ecosistemas que han existido durante cientos y miles de años, como las selvas tropicales, no son formaciones conservadas, se caracterizan por un estado de equilibrio móvil. Esto se demuestra mejor con los cambios diurnos, estacionales y a largo plazo en las comunidades, ejemplos de los cuales son los movimientos de plantas, la caída de hojas, las migraciones de animales, etc.

En los bosques tropicales húmedos llama la atención la extrema diversidad en la composición de especies de la flora y la fauna, lo que, en caso de desaparición de una especie, permite que una duplicadora ocupe su lugar, que incluso puede pertenecer a otro grupo sistemático, por lo que las cadenas alimentarias en tal ecosistema prácticamente no se alteran si no hay impactos demasiado fuertes. La ausencia de duplicación ecológica conduce a una ruptura de las cadenas tróficas, un desequilibrio de los componentes bióticos y abióticos y, en última instancia, a un cambio en la biogeocenosis.

Los principales productores de esta biogeocenosis, las plantas, ocupan diferentes niveles, lo que les permite hacer el uso más eficiente de la luz solar, por lo que los bosques tropicales son altamente productivos. Sin embargo, la acumulación de residuos orgánicos en los bosques húmedos tropicales no ocurre debido a su rápida destrucción por parte de los descomponedores. La estabilidad de la estructura trófica de la comunidad, en la que las cadenas de pastoreo no son reemplazadas por cadenas de pastoreo, es un factor adicional en la estabilidad de este ecosistema.

No menos importante para la conservación de la biogeocenosis es la ausencia de fluctuaciones bruscas de los factores climáticos durante mucho tiempo, como el calentamiento global o la glaciación.

Así, la estabilidad del ecosistema está asegurada por la diversidad de especies de flora y fauna, la capacidad de autorregular la abundancia de los componentes de toda la biocenosis limitando el número de individuos en las poblaciones, la alta productividad primaria, la ausencia de residuos orgánicos, y la estabilidad de los factores climáticos.

Sin embargo, las comunidades cambian constantemente: una comunidad menos estable es reemplazada por otra más estable. Las razones de estos cambios pueden estar tanto fuera de la comunidad (fluctuaciones climáticas, transformaciones antropogénicas) como dentro de ella (disminución de la diversidad de especies, interrupción de la autorregulación, acumulación de residuos orgánicos muertos en el medio ambiente). Las escalas de tiempo del cambio varían ampliamente. Si los factores externos permanecen relativamente estables, entonces la comunidad se desarrollará desde el llamado estado pionero (sobre suelo desnudo o en un reservorio sin vida) a un estado maduro o clímax.

El ecosistema se desarrolla de forma natural, estos cambios están asociados a cambios en el tiempo de la estructura de especies y procesos que ocurren en la comunidad. A menudo están controlados por la comunidad misma, ya que el hábitat está cambiando activamente bajo la acción de la comunidad. Por lo tanto, es la comunidad misma la que establece los límites dentro de los cuales tendrá lugar el cambio.

Sucesión- este es el cambio en el tiempo de unas biogeocenosis por otras en un área determinada de la superficie terrestre.

La secuencia de ecosistemas que se reemplazan entre sí en un mismo territorio se denomina fila sucesiva, o una serie de biogeocenosis. Las bacterias y las algas, creadoras de la materia orgánica, son las primeras en asentarse en territorios que aún no han sido modificados por la actividad de los seres vivos. Siguiéndolos, los líquenes se asientan en un nuevo lugar, destruyendo incluso las piedras con sus secreciones (ácidos orgánicos) y contribuyendo a los procesos de formación del suelo. Esta etapa del desarrollo del ecosistema se llama pionero(inicial) comunidad.

Luego pueden aparecer plantas herbáceas anuales, que son sustituidas por perennes, y luego por arbustos y árboles. Los árboles de vida corta son reemplazados posteriormente por otros de vida más larga. Estas comunidades intermedias se llaman temporario.

Logrado en el curso de un cambio sucesivo en las etapas de desarrollo. comunidades mayor o menor equilibrio denota la formación de una comunidad clímax (indígena, final, madura). La comunidad clímax se considera la más compleja, heterogénea y productiva de todas las que existen establemente en estas condiciones edafoclimáticas. Su estado puede cambiar ligeramente durante el día, en diferentes estaciones del año, en una perspectiva a largo plazo, pero en principio la comunidad se mantiene estable si no experimenta influencias externas catastróficas como erupción volcánica, incendios o deforestación intensiva por parte del hombre. . Con una fuerte intervención de la comunidad, solo quedarán los organismos sobrevivientes accidentalmente y la materia orgánica muerta, y comenzará una nueva serie de cambios que conducirán a la restauración del clímax. Sin embargo, la comunidad clímax tampoco es eterna, ya que cambios bruscos en las condiciones ambientales pueden llevar a su sustitución por otra más adaptada.

Dependiendo de las condiciones de su curso, hay sucesiones primarias y secundarias.

sucesión primaria es el proceso de cambio de comunidades en áreas previamente deshabitadas, como dunas de arena, orillas de lagos o mares, flujos de lava o rocas sin vida expuestas durante el levantamiento de áreas terrestres, como se describe anteriormente. En la mayoría de los casos, las bacterias fotosintéticas y los líquenes se asientan primero en dichas áreas, luego los musgos, que son reemplazados por pastos anuales y perennes, arbustos, árboles de crecimiento rápido y de crecimiento lento, respectivamente.

sucesión secundaria ocurre en aquellos lugares donde la comunidad anterior fue destruida por algunos factores potentes, pero el suelo y la materia orgánica se conservaron. Por ejemplo, en la zona de exclusión de la central nuclear de Chernobyl, desde donde se reasentaron las personas, se produce una sucesión secundaria en los campos. Al principio, estaban ocupados por malas hierbas anuales, que fueron reemplazadas rápidamente por pastos anuales y perennes y compuestas, pero después de unos años, surgieron entre ellos abedules, álamos y pinos jóvenes, que eventualmente serán reemplazados por abetos o robles. Las sucesiones secundarias suelen tener como objetivo restaurar la comunidad clímax, pero esto no es posible, por ejemplo, en las selvas tropicales.

Sucesión causado por factores naturales (naturales) o antropogénicos. Los factores naturales son la reproducción masiva de animales, como los lemmings en la tundra, la rápida propagación de plantas, la mayoría de las veces importadas de otros lugares, los desastres naturales (incendios, vientos, inundaciones), etc.

La diversidad biológica, la autorregulación y la circulación de sustancias son la base para el desarrollo sostenible de los ecosistemas. Causas de la sostenibilidad y el cambio del ecosistema

El estudio de los ecosistemas naturales sostenibles muestra que todos los grupos de organismos en ellos (productores, consumidores y descomponedores) interactúan estrechamente entre sí, coordinando los flujos de materia y energía. Su funcionamiento conjunto no solo mantiene la estructura e integridad del ecosistema, sino que también tiene un impacto significativo en los componentes abióticos del biotopo. Esto se manifiesta especialmente bien en los ecosistemas acuáticos, donde hay grupos de organismos filtradores, como un pequeño crustáceo epishura en el lago. Baikal, que asegura la depuración de sus aguas.

La variedad de condiciones dentro del ecosistema, característica de las biogeocenosis naturales, por regla general, determina una mayor diversidad de especies de la comunidad. Además, cuantas más especies contiene un ecosistema, menos individuos contienen las poblaciones de especies correspondientes.

Como se mencionó anteriormente, en las biocenosis de los bosques tropicales, con una gran diversidad de especies, las poblaciones son relativamente pequeñas. Por el contrario, en sistemas con baja diversidad de especies (biocenosis de desiertos, estepas secas, tundra), algunas poblaciones alcanzan un gran número.

La riqueza de la flora, la fauna y el microcosmos del ecosistema amplía las posibilidades de autorregulación del número de poblaciones individuales en la biogeocenosis, ya que la especie extinta es sustituida por una especie con un nicho ecológico similar. La especie suplente suele ser menos especializada, pero más adaptable. Así, los ungulados de la estepa son sustituidos por roedores; en lagos y pantanos poco profundos, las cigüeñas y garzas son reemplazadas por aves zancudas, etc. En este caso, el papel decisivo no lo juega la posición sistemática, sino la proximidad de las funciones ecológicas de los organismos. Al mismo tiempo, un aumento en el número de individuos de una de las poblaciones se acompaña de un aumento en la lucha intraespecífica e interespecífica.

Sin embargo, las biogeocenosis caracterizadas por la abundancia de especies no son sistemas congelados, ya que durante mucho tiempo se ha calculado que la desaparición de una especie vegetal conlleva la muerte de diez especies animales asociadas a ella, por lo que un ecosistema que ha perdido varias especies no es el mismo. mismo, pero se está moviendo hacia un nuevo estado de equilibrio.

Los ecosistemas con baja diversidad de especies están sujetos a grandes fluctuaciones en la abundancia de especies dominantes, como ocurre en la tundra y los desiertos, y especialmente en las agrobiogeocenosis con monocultivos explotadas por el hombre. Tal inestabilidad es consecuencia de la simplicidad de las cadenas alimentarias y de las limitadas posibilidades de autorregulación.

Sin embargo, tanto las tundras como los desiertos, en ausencia de una intensa presión antropogénica, son capaces de existir a largo plazo, mientras que los agroecosistemas se degradan por completo sin intervención humana. Una de las principales razones de la inestabilidad de los agroecosistemas es la interrupción de los flujos naturales de materia y energía por parte del hombre, ya que aporta parte de la energía a la biogeocenosis con fertilizantes, y retira una parte importante de la materia orgánica para sus necesidades. En los bosques tropicales, la mayoría de los elementos biogénicos se encuentran en los organismos vivos, y se incluyen inmediatamente en el ciclo nuevamente debido a la actividad de los descomponedores.

La constancia de los parámetros ambientales más importantes a menudo se denomina homeostasis del ecosistema. La estabilidad de un ecosistema, por regla general, es mayor, cuanto mayor es su tamaño y más rica y diversa es su composición de especies y población, mayor es la capacidad de autorregulación y más completo es el ciclo de sustancias en él. No obstante, en un esfuerzo por mantener la homeostasis, los ecosistemas son capaces de cambiar, desarrollarse y pasar de formas más simples a formas más complejas.

Cambios en los ecosistemas influenciados por las actividades humanas

La actividad económica humana es uno de los factores más importantes que influyen en los ecosistemas. Ejerció presión sobre los ecosistemas durante mucho tiempo, pero solo en los dos últimos siglos las consecuencias de esta actividad se han vuelto catastróficas, por lo que prácticamente no quedan territorios vírgenes en la Tierra.

Los cambios en los ecosistemas bajo la influencia de la actividad humana ocurren mucho más rápido que bajo la influencia de otros factores, a veces son generalmente catastróficos, como la deforestación, el arado de tierras, la construcción de presas y la creación de embalses, el drenaje de pantanos, etc. .

Sin embargo, incluso los impactos no tan agudos tienen consecuencias de largo alcance. Por ejemplo, en los prados donde el ganado pasta regularmente, debido al pisoteo, al desgaste de ciertas especies de plantas y a la acumulación de excrementos, algunas especies de plantas y animales son desplazadas por otras, y el prado que antes estaba en flor pierde valor en términos de sus cualidades. La introducción de una sola especie exótica en el territorio puede conducir a un desastre ecológico. Así, debido a la importación de cabras a principios del siglo XVI sobre. Santa Elena, se conserva el único ejemplar de la planta en el mundo Trochetia erytroxylon por no hablar de los conejos y cactus en Australia, la rata gris en Europa, etc.

Incluso un simple paseo por el bosque conduce a un cambio en el medio ambiente, ya que las plantas de la capa de hierba y la maleza se dañan, los hongos recolectados, las bayas y las plantas con flores desaparecen, el pisoteo se acompaña de la compactación del suelo y el crecimiento deficiente de raíces y rizomas, y plantas del bosque. son reemplazados por los de pradera.

Agroecosistemas, sus principales diferencias con los ecosistemas naturales

A diferencia de los ecosistemas naturales, los bosques, praderas, lagos, ríos, pantanos, biogeocenosis creadas por el hombre se denominan artificial como parques, cortavientos, embalses, estanques, etc. Estos incluyen agrobiogeocenosis, o agroecosistemas— Ecosistemas creados para la producción de productos agrícolas y mantenidos artificialmente por humanos. Como agrocenosis se consideran principalmente campos, huertas, huertas, pastos, y en ocasiones incluyen parques, estanques, etc. Alrededor del 10% de la superficie terrestre está ocupada por agroecosistemas, mientras que sólo seis especies de plantas cultivadas en ellos constituyen el 80% de la superficie. la nutrición dietética de la humanidad.

Al igual que en los ecosistemas naturales, en ellos hay productores, consumidores y descomponedores. Los productores en los agroecosistemas son las plantas que interesan a una persona desde el punto de vista de sus necesidades económicas (trigo, patata, soja, lino, etc.), los consumidores son los insectos, pájaros, liebres, zorros, etc., y los descomponedores son hongos y bacterias. Así, al igual que los ecosistemas naturales, las agrobiogeocenosis se caracterizan por la diversidad de especies y tienen una estructura trófica pronunciada.

Junto con las características comunes, los agroecosistemas también tienen una serie de diferencias con los ecosistemas naturales, ya que la mayoría de las veces solo se cultiva una especie de planta en los campos, lo que conduce a una diversidad de especies mucho menor de otros grupos de organismos. Además de la energía solar, las agrobiogeocenosis también aprovechan la energía introducida por el hombre en forma de fertilizantes, pero el hombre también remueve parte de la materia orgánica, por lo que priman los procesos de acumulación sobre los de mineralización.

La regulación de este tipo de biogeocenosis es también prerrogativa de quien no sólo combate las malas hierbas y plagas, sino que también realiza labores de recuperación, aplica fertilizantes para aumentar los rendimientos, reemplaza variedades y especies vegetales cultivadas en el mismo lugar, etc., creando el condiciones más favorables sólo para las especies de plantas de su interés.

En general, los agroecosistemas son inestables y no pueden existir sin la intervención humana, ya que en el proceso de mejoramiento de los cultivos se sacrificó la resistencia a los factores ambientales por la productividad, y el resultado de la baja diversidad de especies es la falta de duplicación de nichos ecológicos y la fragilidad de los alimentos. webs. Por lo tanto, las plantas de agrocenosis en el caso de la eliminación de estas tierras de la circulación agrícola serán reemplazadas rápidamente por malezas, y se observará una sucesión secundaria en las tierras de cultivo abandonadas.

La biosfera es un ecosistema global. Enseñanzas de VI Vernadsky sobre la biosfera. La materia viva, sus funciones. Características de la distribución de la biomasa en la Tierra. Circulación biológica y transformación de la energía en la biosfera, el papel de los organismos de diferentes reinos en ella. Evolución de la biosfera

Biosfera - ecosistema global

Biosfera- el área de existencia y actividad vital de los organismos vivos, que impregna las capas inferiores de la atmósfera, toda la hidrosfera y la parte superior de la litosfera.

Además del hábitat, el concepto de biosfera incluye todo el conjunto de organismos vivos que la habitan y aseguran su funcionamiento. La biosfera también puede considerarse como un sistema multinivel de ecosistemas elementales: biogeocenosis.

La distribución de la vida en las envolturas geográficas de la Tierra depende de una serie de factores. Así, en la atmósfera, el aumento de la fuerza de gravedad terrestre a medida que se acerca a la Tierra y el debilitamiento de la radiación cósmica por la pantalla de ozono determina la presencia de condiciones aptas para la vida en un radio de 20 km sobre el nivel del mar. En la hidrosfera se han encontrado seres vivos a profundidades de 11 km o más (la Fosa de las Marianas). En la litosfera, penetran a una profundidad de 5-6 km (hasta 2-3 km en promedio).

La capacidad de la biosfera como sistema abierto, dependiente del suministro de energía del exterior, para captar y hacer pasar el flujo de energía, así como la circulación de sustancias en el planeta, la convierte en un ecosistema global.

Los grandes ciclos de sustancias a nivel de la biosfera, que son un conjunto de pequeños ciclos y representan un conjunto de formas de mover sustancias a través de los organismos vivos y su hábitat, se denominan ciclos biogeoquimicos. Los ciclos biogeoquímicos son mucho más cerrados que los pequeños ciclos a nivel de biogeocenosis. El cierre incompleto de los ciclos biogeoquímicos (95-98%) desempeñó un papel muy importante en la acumulación de elementos biogénicos en la corteza terrestre.

Las etapas de varios ciclos biogeoquímicos avanzan a diferentes velocidades, y es imposible lograr una repetición completa de cada ciclo, ya que toda la naturaleza está constantemente en proceso de cambio. Sin embargo, todos los ciclos biogeoquímicos de la naturaleza están interconectados y aseguran la existencia de la vida.

Los ciclos biogeoquímicos se asemejan a las ruedas de un molino de agua que, bajo la influencia del flujo de energía del Sol, aseguran el movimiento, modificación y redistribución de energía y sustancias en la biosfera. El mismo término "ciclo biogeoquímico" fue introducido a principios del siglo XX por V. I. Vernadsky.

Las "cuchillas" en las "ruedas" de los ciclos biogeoquímicos son varios grupos ecológicos de organismos: productores, consumidores y descomponedores, cuya proporción en la biosfera determina tanto la captura de energía solar como la totalidad de la rotación de sustancias. Para asegurar un flujo sostenible de energía y la circulación de sustancias en la biosfera, no sólo es necesaria la diversidad de especies de organismos, sino también la autorregulación de este ecosistema global debido a la existencia de numerosas relaciones directas y de retroalimentación.

El término "biosfera" en el sentido de "zona de vida" y capa exterior de la Tierra fue utilizado por primera vez por J. B. Lamarck en 1802, pero su interpretación, cercana a la moderna, fue propuesta en 1875 por el científico austriaco E. suess

Enseñanzas de V. I. Vernadsky sobre la biosfera y la noosfera.

El desarrollo de la doctrina de la biosfera como un complejo sistema planetario multicomponente de importantes complejos biológicos interconectados, así como procesos químicos y geológicos que ocurren en la Tierra, es el mérito del gran científico ruso V. I. Vernadsky (1864-1945). A diferencia de otras esferas de la Tierra, dentro de la biosfera, el factor geológico más poderoso que transforma el ecosistema global son los organismos vivos que proporcionan un flujo dirigido de energía y el funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos.

Según la teoría de V. I. Vernadsky, la biosfera consta de cuatro componentes: sustancias vivas, biogénicas, bioinertes e inertes.

La materia viva es la totalidad de los organismos vivos.

Nutritivo es una variedad de residuos orgánicos, incluidos los de descomposición incompleta (detritus, turba, carbón, petróleo y gas de origen biogénico).

Sustancia bioinerte- estos son ya varias mezclas de sustancias biogénicas con rocas minerales de origen abiogénico (suelo, limos, aguas naturales, gas y esquisto bituminoso, arenas bituminosas, parte de carbonatos sedimentarios).

sustancia inerte Está representado por diversos componentes abióticos no afectados por el impacto biogeoquímico directo de los organismos (rocas, minerales, sedimentos, etc.).

A pesar de que la humanidad es parte de la biosfera, en los últimos dos siglos se ha convertido en un factor geológico no menos poderoso que el resto de la materia viva. En este sentido, el filósofo francés E. Leroy en 1927 introdujo el término "noosfera" en el sentido de la ya existente "capa de pensamiento". Sin embargo, según la doctrina de la noosfera, también desarrollada por V. I. Vernadsky, noosfera- esta es la etapa más alta en el desarrollo de la naturaleza terrenal, el resultado de la evolución conjunta de la naturaleza y la sociedad, dirigida por el hombre; el futuro de la biosfera, cuando, gracias a la actividad racional y el poder del hombre, adquirirá una nueva función: la función de estabilización armoniosa de las condiciones de vida en el planeta. Según V. I. Vernadsky, el objetivo principal en la construcción de la noosfera es la invariabilidad del tipo de biosfera en la que una persona como especie surgió y puede existir, manteniendo su salud y estilo de vida.

La era de la noosfera debería estar precedida por una profunda reorganización socioeconómica de la sociedad, un cambio en su orientación de valores. Las ideas de V. I. Vernadsky sobre la posibilidad en el futuro de lograr un estado de autotrofia como medio de independencia de los recursos orgánicos se unen a la idea de la noosfera.

A pesar de que muchos autores no refieren la noosfera al futuro, sino que la consideran muy cercana o ya en formación, si tenemos en cuenta la actividad económica humana destructiva aún en curso, la noosfera es una etapa hipotética en el desarrollo de la biosfera. , cuando en el futuro la actividad racional de las personas se convierta en el principal factor determinante para su desarrollo sostenible.

La armonía de las actividades antropogénicas del hombre y la naturaleza solo es posible controlando la población de la humanidad, limitando las necesidades excesivas de las personas, racionalizando el uso de los recursos naturales, utilizando solo tecnologías industriales ambientalmente racionales con el máximo procesamiento y utilizando materiales secundarios y recursos tecnológicos, implementando seguimiento ambiental global del entorno natural, etc.

La materia viva, sus funciones.

La totalidad de todos los organismos vivos del planeta forma biomasa, o la sustancia viva de la Tierra. Su masa seca se estima en aproximadamente 1.8-2.5 $ · $ 10 12 toneladas Esta cantidad aparentemente increíble en realidad representa solo el 0.01% de la masa de la corteza terrestre, pero V. I. Vernadsky también señaló que en la superficie de la tierra no hay ningún otro químico fuerza que actúa más constantemente, y por lo tanto más poderosa en sus resultados finales, que la materia viva.

De hecho, el papel de los organismos vivos en los procesos que tienen lugar en el planeta es enorme. Es bien sabido que todo el oxígeno de la atmósfera es de origen biogénico, los caparazones de organismos unicelulares marinos y de agua dulce muertos han formado rocas sedimentarias como la caliza y la diatomea durante millones de años, y sin bacterias, hongos, algas y organismos unicelulares del suelo, la formación de una capa de suelo fértil es imposible. La materia viva reproduce anualmente alrededor del 10% de la biomasa, que son 232,5 $×$ 10 9 toneladas de materia orgánica seca, mientras que 46 $×$ 10 9 toneladas de carbono están involucradas en la fotosíntesis, por lo que pasan por sí mismas 170 $×$ 10 9 toneladas de dióxido de carbono y 68 $×$ 10 9 toneladas de agua. Además, en el proceso intervienen 6 $×$ 10 9 toneladas de nitrógeno, 2 $×$ 10 9 toneladas de fósforo al año, así como miles de toneladas de potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro y otros elementos químicos. .

El estudio de la actividad de la materia viva permitió a V. I. Vernadsky identificar nueve funciones biogeoquímicas realizadas por él, actualmente incluyen energía, gas, redox, concentración, destructiva, formadora de ambiente, etc.

Energía- se asocia a asegurar la absorción de la energía solar, su acumulación en los enlaces químicos de los compuestos orgánicos y su transmisión a través de las cadenas alimenticia y de descomposición, lo que, en última instancia, permite que la materia viva actúe como fuerza motriz de los procesos geológicos.

Gas- consiste en cambiar la composición de los gases de la atmósfera en el proceso de fotosíntesis y respiración. Lo llevan a cabo las plantas y algunas bacterias, que en el proceso de fotosíntesis liberan oxígeno a la atmósfera y absorben dióxido de carbono, mientras que todos los organismos, sin excepción, absorben oxígeno y liberan dióxido de carbono durante la respiración. Algunas bacterias también son capaces de liberar nitrógeno, sus óxidos, sulfuro de hidrógeno, etc., en el curso de su actividad vital.Gracias a la actividad de los organismos vivos, no sólo se ha formado, sino que también se ha mantenido una composición constante de la atmósfera.

redox- debido a la oxidación y reducción de varios elementos en el suelo y la hidrosfera por parte de los organismos vivos, lo que va acompañado de la formación de sales, óxidos y compuestos libres y, en última instancia, piedra caliza, bauxita y varios minerales.

concentración- asociado a la extracción y acumulación selectiva de elementos químicos (carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc.) en la materia viva. Algunos de ellos son concentradores específicos de ciertos elementos: muchas algas - yodo, ranúnculos - litio, lenteja de agua - radio, diatomeas y cereales - silicio, que luego se convierten en depósitos minerales.

destructivo- se manifiesta en la finalización del ciclo biológico de las sustancias, ya que en el proceso de actividad vital de los organismos descomponedores, ocurre la destrucción (destrucción) de residuos muertos y productos de desecho a sustancias inorgánicas, que pueden estar nuevamente involucradas en la migración biogénica de átomos

Formación de ambiente- debido a la transformación de la composición del medio ambiente en el proceso de vida de la biomasa, por ejemplo, la formación de la composición de la atmósfera, la acumulación de sales en la hidrosfera, la formación del suelo y la regulación del cambio climático.

Características de la distribución de la biomasa en la Tierra.

A pesar de que los organismos vivos se encuentran por todas partes en la biosfera, como se mencionó anteriormente, su distribución en el espacio no es uniforme: la gran mayoría de la vida se concentra principalmente en la tierra, mientras que la biomasa del océano es de alrededor del 0,13 %, no por mencionar el ambiente.

Más del 99% de la biomasa de los organismos terrestres son productores (principalmente plantas), mientras que los consumidores y descomponedores representan menos del 1% (animales y microorganismos, respectivamente). Los productores terrestres, tanto en términos de afiliación sistemática como de biomasa, pertenecen en su mayoría a plantas superiores, mientras que en el océano son principalmente pequeñas algas unicelulares. Sin embargo, tampoco se encuentran uniformemente en la tierra: la mayor diversidad de especies, biomasa y productividad son características de las selvas tropicales y los pantanos, mientras que los desiertos están prácticamente sin vida.

En el océano, se observa un panorama diferente: las plantas representan alrededor del 6% y los animales, las bacterias y los hongos representan más del 93%. Tal proporción de productores, consumidores y descomponedores determina también la baja productividad del mar abierto, cuyas extensiones pueden considerarse semidesérticas. Sin embargo, es el océano el principal proveedor de producción primaria del planeta debido a su gran extensión y al hecho de que una parte importante de la energía almacenada por los productores en forma de enlaces químicos de sustancias orgánicas no se gasta en procesos vitales. , pero se asienta en el fondo.

Circulación biológica y transformación de la energía en la biosfera, el papel de los organismos de diferentes reinos en ella.

La energía y las sustancias que llegan del exterior a los ecosistemas en el curso de su existencia sufren numerosos cambios y pasan de una forma a otra. El flujo de energía a través del ecosistema no se puede cerrar, ya que la energía solar, aunque pasa a la energía de los enlaces químicos debido a la actividad de los productores, sin embargo, la mayor parte se disipa durante la vida de los componentes individuales de las biogeocenosis, y solo una pequeña proporción se deposita en forma de yacimientos minerales (petróleo, gas, turba). La energía (solar y liberada en procesos geológicos) es la fuerza motriz de la circulación de sustancias en las biogeocenosis individuales y en la biosfera en su conjunto.

Dentro de cortos períodos de tiempo - de uno a varios años - se pueden observar procesos casi cíclicos de transformación de sustancias y elementos químicos individuales durante la producción de recursos y el procesamiento de desechos en los ecosistemas, mientras que a más largo plazo se encuentra que estos procesos no están completamente cerrados, ya que se depositan en las geosferas de la Tierra, y son llevados a otras biogeocenosis por vientos, chubascos, etc. Sin embargo, estos pequeños ciclos de sustancias (a nivel de biogeocenosis) son componentes de grandes ciclos de sustancias en ecosistemas de un nivel superior, o ciclos biogeoquímicos.

En la circulación de materia y energía en las biogeocenosis, los organismos vivos juegan un papel protagónico, ya que algunos de ellos (productores) captan la energía del Sol y fijan carbono, así como nitrógeno, azufre y fósforo en forma de compuestos orgánicos, mientras que otros, por el contrario, los utilizan (consumidores) y los mineralizan gradualmente (descomponedores).

En los ecosistemas se realizan constantemente ciclos de carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno, azufre, fósforo y otros elementos químicos, así como ciclos de sustancias, como el agua.

El ciclo del carbono. El carbono es uno de los elementos biogénicos más importantes, que las plantas fijan en el proceso de fotosíntesis en forma de compuestos orgánicos utilizados por los consumidores. En el proceso de respiración, la mayoría de los compuestos orgánicos se descomponen con la formación de dióxido de carbono, y los residuos orgánicos son descompuestos y mineralizados por organismos descomponedores. Como resultado de estos dos procesos, la mayor parte del dióxido de carbono regresa a la atmósfera.

Parte del carbono se deposita actualmente en forma de residuos orgánicos no descompuestos que forman una capa de suelo fértil, y almacenado por plantas que vivieron hace millones de años, formaron depósitos de minerales tales como carbón duro y pardo, petróleo, gas natural, turba, etc.

En los ecosistemas acuáticos, el dióxido de carbono se une en forma de aniones de carbonato e hidrocarburo, y puede formar carbonato de calcio insoluble, que forma parte del esqueleto de muchos protozoos y celenterados. Los esqueletos de los animales muertos forman rocas sedimentarias (tiza, piedra caliza) y se excluyen de la circulación durante mucho tiempo, sin embargo, en el proceso de formación de montañas son llevados a la superficie y destruidos bajo la influencia de factores bióticos y como resultado de la actividad de los organismos vivos, están nuevamente involucrados en ella.

La actividad económica humana afecta en gran medida el ciclo del carbono en las biogeocenosis, principalmente debido al uso de recursos energéticos no renovables: petróleo y gas.

El ciclo del nitrógeno. Al igual que el carbono, el nitrógeno es un elemento biogénico que forma parte de proteínas, ácidos nucleicos, ATP, quitina, varias vitaminas, etc. En la atmósfera, el nitrógeno se encuentra en forma molecular (79% de la atmósfera), pero es químicamente inerte y no puede ser absorbido directamente por las plantas. La mayor parte del nitrógeno es fijado por bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas y de vida libre (incluidas las cianobacterias), convirtiéndolo en nitratos. Parte del nitrógeno proviene de la atmósfera como óxido nítrico (IV) producido durante las tormentas eléctricas.

Los nitratos son absorbidos por las plantas e incorporados a compuestos orgánicos. Las proteínas vegetales sirven como base para la nutrición de nitrógeno de los animales, pero estos últimos excretan constantemente compuestos nitrogenados en el proceso de vida, así como en el proceso de descomposición de residuos vegetales y animales por bacterias y hongos. El amoníaco resultante es parcialmente utilizado por los descomponedores para construir su propio cuerpo, mientras que la otra parte es convertida por bacterias nitrificantes en nitratos, reutilizados por plantas o bacterias desnitrificantes, devolviéndolos a la atmósfera. Parte del nitrógeno, como el carbono, se excluye de la circulación durante mucho tiempo y se deposita en los sedimentos de las profundidades marinas.

El ciclo del nitrógeno ha sufrido cambios significativos debido al uso de fertilizantes nitrogenados por parte de los humanos, así como de otros compuestos nitrogenados en diversas industrias, como resultado de lo cual cantidades significativas de nitrógeno ingresan no solo a los campos, sino también al aire y a los ecosistemas acuáticos.

Ciclo del azufre. El azufre como elemento biogénico forma parte de algunos aminoácidos y de otros compuestos orgánicos importantes. La mayor parte del azufre se deposita en el suelo y las rocas sedimentarias marinas en forma de sulfuros y sulfatos. Los microorganismos convierten los sulfuros en una forma accesible para las plantas: los sulfatos. Los restos de plantas y animales son procesados ​​por descomponedores y aseguran el retorno del azufre al ciclo.

En la actualidad, la emisión de compuestos de azufre ha aumentado significativamente como consecuencia de las actividades humanas (combustión de carbón y gas en centrales térmicas, gases de escape de vehículos), lo que conduce a la formación de ácido sulfúrico y lluvia ácida, provocando la muerte de vegetación.

Ciclo del fósforo. El fósforo se concentra en sedimentos formados en épocas geológicas pasadas, ya que muchos fosfatos son insolubles. Sin embargo, gradualmente, el fósforo se elimina de ellos y entra en los ecosistemas. Las plantas usan solo una parte de este fósforo, mientras que la mayor parte se lleva a los cuerpos de agua y se deposita nuevamente en forma de rocas sedimentarias.

La actividad humana ha realizado ajustes significativos en la circulación de este elemento químico en relación con la extracción de mariscos y el uso de una gran cantidad de fertilizantes fosfatados, una parte importante de los cuales se lava de los campos cada año.

La explotación irracional de las reservas naturales de fósforo conduce, por ejemplo, a cambios geográficos. Por ejemplo, la pequeña nación insular de Nauru en el suroeste del Océano Pacífico, que existe principalmente debido a la extracción de fosforitas, pronto desaparecerá de la faz de la Tierra, ya que las reservas de estos minerales, acumuladas durante cientos de miles de años gracias a los excrementos de las aves migratorias, están casi agotados.

Ciclo del agua (ciclo hidrológico). Las reservas totales de agua del planeta son de unos 1.500 millones de m 3 , y la mayoría de ellas se encuentran en masas de agua (sobre todo salinas), mientras que la atmósfera es bastante pobre en ella. El agua se evapora y es transportada por las corrientes de aire a distancias considerables. El agua cae sobre la superficie de la tierra en forma de precipitación, mientras que no solo es utilizada por los seres vivos, sino que también contribuye a la destrucción de las rocas, las hace aptas para la vida de plantas y microorganismos, erosiona la capa superior del suelo y regresa a lo largo. con compuestos químicos disueltos en ella y materia orgánica en suspensión partículas en cuerpos de agua. El ciclo hidrológico dura aproximadamente 1 año. El ciclo del agua entre el océano y la tierra es el eslabón más importante para el mantenimiento de la vida en la Tierra, ya que no solo satisface las necesidades de agua de los organismos, sino que también introduce sustancias minerales y orgánicas en los ecosistemas acuáticos, capturadas en la tierra durante la destrucción del medio ambiente. litosfera

En la actualidad, el hombre es un poderoso factor geológico, utilizando en su actividad casi todos los elementos, incluso aquellos que son necesarios únicamente para la actividad tecnogénica (uranio, plutonio, etc.). Esto contribuye a que los ciclos naturales de las sustancias se transformen en naturales-antropogénicos, ya que una persona no solo retira ciertos elementos de la circulación, sino que también acelera el uso de algunos de ellos.

Evolución de la biosfera

La biosfera, como cualquier otro ecosistema, no está congelada, por lo que en el período Devónico había hasta un 30% de oxígeno en la atmósfera, y ahora, hasta un 21%, además, en los últimos 50 años, el contenido de dióxido de carbono en ha sido influenciado por la actividad económica persona aumentó en un 10%. La formación misma y el desarrollo histórico de la biosfera están íntimamente relacionados con el surgimiento y evolución de la vida en el planeta.

En la primera etapa de la evolución de la biosfera, el papel principal lo desempeñaron los procesos fisicoquímicos asociados con la formación de la Tierra a partir de una nube protoplanetaria, su calentamiento, la migración de átomos y la división de la litosfera en un manto y núcleo, el surgimiento de la hidrosfera, así como la formación de una atmósfera secundaria a partir de metano, dióxido de carbono, vapor de agua y amoníaco, que crearon los requisitos previos para el origen abiogénico de la vida.

En el futuro, fue la materia viva la que tuvo un gran impacto en la evolución de la biosfera, que consistió en cambiar la composición de la atmósfera y mantenerla (aparición de oxígeno, reducción de la concentración de dióxido de carbono, metano, etc.) , en la regulación de la composición de las aguas marinas y dulces, influyendo en el clima y la fertilidad de los suelos, así como en los procesos de formación de sedimentos y destrucción de las rocas. Esto se debió a la aparición ya en las primeras etapas del desarrollo de la vida de organismos autótrofos y heterótrofos, que aseguraron la circulación de sustancias y el flujo de energía en el planeta. A pesar de que los cambios geológicos y climáticos naturales en el planeta también continúan jugando un papel importante en los procesos que tienen lugar en el planeta, es la materia viva el principal factor geoquímico.

La evolución del mundo orgánico estuvo inevitablemente acompañada por la aparición de algunos grupos sistemáticos de organismos más adaptados al medio ambiente, y la extinción de otros, sin embargo, en la biosfera en su conjunto, se mantiene aproximadamente la misma proporción de productores, consumidores y descomponedores. mantenido, asegurando el desarrollo sostenible de la biosfera.

En la etapa actual de la evolución de la biosfera, un tercer factor juega un papel muy importante, comparable a la actividad de la materia viva: la sociedad humana, cuya actividad económica ya ha llevado a una violación del equilibrio ecológico y amenaza con destruir completamente la biosfera. .

Cambios globales en la biosfera causados ​​por actividades humanas (alteración de la pantalla de ozono, lluvia ácida, efecto invernadero, etc.). Problemas del desarrollo sostenible de la biosfera. Normas de conducta en el medio natural

Los cambios globales en la biosfera causados ​​por las actividades humanas (alteración de la pantalla de ozono, lluvia ácida, efecto invernadero, etc.)

La evolución humana y el desarrollo de la sociedad humana no tuvieron un impacto significativo en la biosfera durante bastante tiempo, sin embargo, ya hace 20-30 mil años, comenzó la exterminación intensiva de grandes herbívoros y hace 10-12 mil años, la deforestación, debido al sistema agrícola de tala y quema. Posteriormente, en algunas zonas del planeta, junto con el cambio climático, esto provocó la erosión del suelo y la desertificación. Sin embargo, sólo en los últimos dos siglos, un fuerte aumento de la población y un salto cualitativo en el desarrollo de la ciencia y la producción han provocado el mayor lastre para la naturaleza, el surgimiento antropocenosis.

La actividad económica humana, que se fijó el buen fin de satisfacer sus necesidades más básicas de alimentación y un medio ambiente más o menos confortable, afectó inicialmente sólo a la superficie terrestre (deforestación, roturación de tierras, tendido de caminos), y luego se propagó profundamente en la litosfera ( minería), afectó la atmósfera (combustión de combustibles, emisiones de empresas industriales y automóviles) y la hidrosfera (efluentes domésticos e industriales, drenaje de pantanos, construcción de represas). Las consecuencias negativas de esta actividad fueron neutralizadas durante mucho tiempo debido a las propiedades amortiguadoras de la biosfera, sin embargo, la creciente carga antropogénica asociada a la contaminación del aire, agua y suelo ha provocado, quizás, cambios irreversibles en las correspondientes capas del planeta. A pesar de que la contaminación se produce en muchos lugares del globo, sus efectos no se quedan en el ámbito local, sino que se acumulan y adquieren proporciones globales.

El efecto invernadero. La aceleración de la mineralización del humus del suelo en áreas aradas, las emisiones de productos de la combustión de combustibles a la atmósfera, especialmente dióxido de carbono y metano, así como el freón ampliamente utilizado en refrigeradores, acondicionadores de aire y pulverizadores, condujeron no solo a su acumulación, sino también al retraso. de la radiación infrarroja de la superficie terrestre, lo que conduce al calentamiento de la biosfera. Se cree que lo observado el efecto invernadero es la razón principal calentamiento global, que viene acompañada de un aumento en el número de días calurosos al año, una disminución de las precipitaciones y sequías en las principales zonas agrícolas, el derretimiento de los glaciares y el ascenso de las aguas del Océano Mundial, así como diversos cataclismos, en en particular, huracanes, tormentas, etc. Varios científicos explican el calentamiento global en mayor medida por el grado de ciclicidad de los procesos de cambio de temperatura en el planeta, es decir, por el hecho de que actualmente vivimos en el período interglaciar.

Rompiendo la capa de ozono. El freón y el óxido de nitrógeno (II) también se consideran los principales factores del debilitamiento de la capa de ozono y la aparición de "agujeros de ozono" sobre la Antártida, el Ártico y Escandinavia. A pesar de que el ozono se forma constantemente en la atmósfera bajo la influencia de descargas eléctricas de alta potencia, y lo olemos después de una tormenta eléctrica, la pantalla de ozono se ha formado durante millones de años, y solo la finalización de este proceso ha reducido seriamente el suministro de radiación ultravioleta que es perjudicial para todos los seres vivos del planeta y permitió que los organismos aterrizaran en la tierra. El agotamiento de la capa de ozono ahora se considera la causa principal de las alarmantes estadísticas de cáncer de piel en muchos países del mundo y, por lo tanto, se plantea ampliamente la cuestión de los peligros de la exposición prolongada a la luz solar y los soláriums.

Una serie de tratados internacionales, incluidos los protocolos de Montreal (1987) y Kyoto (1997), están llamados a resolver los dos problemas apremiantes de la humanidad antes mencionados, que prevén la limitación del uso de freones, así como las emisiones de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Lluvia ácida. A mediados de los años 70 del siglo XX en Escandinavia, Gran Bretaña, así como en varias regiones de América del Norte, se descubrió que, en lugar de una reacción neutra, el agua de lluvia tiene un ácido (pH< 7,0). В первую очередь выпадение кислотных дождей стало причиной нарушений в пресноводных экосистемах, где начала исчезать не только рыба, но и лягушки, тритоны и другие животные. Несмотря на то, что последствия таких осадков для растительности установить трудно, считается, что они являются причиной деградации лесов, а также разъедания строительных конструкций, эрозии почв и т. д. Причиной выпадения кислотных дождей является загрязнение воздушной среды оксидами серы и азота, которые реагируют с атмосферной влагой с образованием серной и азотной кислот. Оксиды серы и азота попадают в атмосферу в результате сгорания топлива, содержащего даже небольшие количества этих химических элементов.

Niebla tóxica. La liberación de varios gases y partículas a la atmósfera también conduce a la formación niebla tóxica, que actualmente es característico de las regiones industriales de los estados (por ejemplo, China) que están experimentando un auge económico. El smog es la causa de un aumento en el número de enfermedades del sistema respiratorio.

La contaminación del agua. La explotación intensiva de los recursos hídricos está asociada no solo a la pesca, los mariscos y el cultivo de perlas, ya que la humanidad necesita agua potable y tecnificada. Los cambios en el balance hídrico del planeta debido a la deforestación, la construcción de represas y el drenaje de pantanos, así como la contaminación del agua, han afectado principalmente a los cuerpos de agua dulce continentales, pero los efectos de estas actividades también se sienten en los mares, como, por ejemplo, en el caso del pesticida DDT, que se aplicó en los campos, pero también se encontró en los tejidos de peces y mamíferos del Océano Ártico. La contaminación de ríos y cuerpos de agua estancada con efluentes domésticos e industriales, incluidos los desechos radiactivos, ha llevado a una grave violación de la diversidad de especies de estos ecosistemas, pero las medidas oportunas tomadas en varios países contribuyeron a su purificación y restauración de las poblaciones naturales. El uso irracional de las aguas subterráneas ha provocado el agotamiento de los recursos naturales en algunas regiones y el hundimiento de suelos en vastas áreas. Actualmente, se cree que más de 1000 millones de personas en el mundo no tienen acceso a agua potable de alta calidad, y esta situación sigue empeorando, por lo que los recursos hídricos necesitan una protección especial.

La reducción de los bosques. Los bosques han sido considerados durante mucho tiempo los pulmones del planeta, ya que en el proceso de fotosíntesis producen una parte importante del oxígeno atmosférico. Además, toman parte activa en el mantenimiento del equilibrio hídrico del planeta, preservando los suelos, la diversidad de especies, etc. A pesar de esto, los bosques de todo el planeta continúan siendo talados a un ritmo aterrador, especialmente en las regiones tropicales, por las necesidades de la construcción, muebles, química, pulpa y papel y otras industrias. Las consecuencias de esta explotación depredadora de los recursos naturales, que se han vuelto cada vez más notorias en los últimos tiempos, son la reducción de la profundidad de los ríos, las inundaciones, la desaparición de muchas especies de plantas y animales, la degradación del suelo, el aumento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera. y el cambio climático en general.

Erosión del suelo y desertificación. La fertilidad del suelo, que interesa principalmente a la humanidad, depende del espesor de la capa de humus acumulada durante milenios debido a la actividad de millones de organismos. Los chernozems se consideran los suelos más fértiles, durante la Gran Guerra Patria, incluso fueron llevados a Alemania desde el territorio de nuestro país por los invasores nazis. Sin embargo, en el período de posguerra, la fertilidad del suelo comenzó a disminuir constantemente debido a la erosión. La erosión es la destrucción de la capa superior del suelo fértil debido a que el agua la arrastra y los vientos la arrastran. Erosión, la compactación del suelo por maquinaria agrícola, la salinización, la contaminación, la deforestación, el pastoreo intensivo en pastos y otros impactos conducen a la degradación del suelo y, en última instancia, a la desertificación, como sucedió en la cuna de la civilización humana: Mesopotamia y el norte de África.

Consecuencias no menos significativas de la actividad económica humana son el agotamiento de los recursos energéticos, la extinción de especies vegetales y animales, etc.

Durante mucho tiempo, el hombre fortaleció su poder sobre la naturaleza, desarrolló el potencial técnico, aumentó la explotación de los recursos naturales, pero en el futuro este proceso solo puede conducir a la destrucción catastrófica del medio ambiente natural, seguido de una disminución de la calidad de vida. El único paso posible hacia la transición de la biosfera a la noosfera es la realización y declaración de la necesidad de que la comunidad mundial avance hacia la posición del desarrollo sostenible.

Problemas del desarrollo sostenible de la biosfera

En el período de la posguerra, las consecuencias de la actividad económica humana se han vuelto tan rampantes que se ha demostrado que la eliminación de las contradicciones que han surgido entre la carga antropogénica y las capacidades amortiguadoras de la biosfera, así como una mayor mejora en la la calidad de vida de las personas sólo es posible en el marco de un desarrollo socioeconómico estable que no destruya el mecanismo natural de autorregulación de la biosfera. Para solucionar estos problemas, se han creado una serie de organizaciones internacionales para la protección del medio ambiente natural, como la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza y el Medio Ambiente (UICN), el Fondo Mundial para la Naturaleza (WWF), el Club de Roma, la Corte Ambiental Internacional (IEC), Greenpeace y muchas conferencias representativas se llevaron a cabo. Los foros más significativos sobre este tema son la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente (Estocolmo, 1972) y la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (Río de Janeiro, 1992). El trabajo del primero de ellos fue la creación del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y el Desarrollo (PNUMA), y el segundo adoptó la Declaración de Río sobre Medio Ambiente y Desarrollo, la Convención Marco sobre el Cambio Climático, el Convenio sobre la Diversidad Biológica y la Acción de la ONU. Programa "Agenda para el siglo XXI". Fue en los documentos de la última reunión que la teoría del desarrollo sostenible presentada anteriormente en el informe del PNUMA "Nuestro futuro común" (1987) formó la base conceptual de las decisiones tomadas.

Desarrollo sostenible implica un tipo de desarrollo que permite un crecimiento económico estable a largo plazo, sin conducir a una mayor degradación del medio ambiente natural.

En sentido estricto, el desarrollo sostenible se entiende exclusivamente como la optimización de la actividad económica humana en la biosfera que, por un lado, satisfaría las necesidades de la humanidad y, por otro, no agravaría el estado del medio ambiente natural. .

Una interpretación más amplia de este término conecta el desarrollo sostenible con una revisión radical de los principios mismos del funcionamiento de la civilización humana, incluida la solución de los problemas alimentarios, económicos y de otro tipo, y la transición de la biosfera a un estado cualitativamente nuevo: la noosfera.

Para resolver estos problemas, es necesario resolver cuatro tareas principales de nuestro tiempo: la preservación de los sobrevivientes y la restauración al nivel de productividad natural de una serie de ecosistemas degradados, la racionalización del consumo, la introducción generalizada de tecnologías "ambientales". y la normalización de la población.

Dado que la biosfera, al ser un regulador del estado del medio ambiente, es un sistema único, una transición completa hacia el desarrollo sostenible solo es posible a escala de la comunidad mundial con una cooperación internacional efectiva. Además de las Conferencias de la ONU mencionadas, la reunión de Montreal (Montreal, 1987; el Protocolo de Montreal sobre la limitación de las emisiones de freón a la atmósfera), la Conferencia Paneuropea de Ministros de Medio Ambiente (Sofía, 1995), la Conferencia de las Partes para la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (Kyoto, 1997; firmó el Protocolo de Kyoto sobre la limitación de las emisiones térmicas a la atmósfera) y el Congreso Internacional sobre Desarrollo Sostenible (Johannesburgo, 2002). Sin embargo, varios países juegan un papel especial en este proceso, uno de los cuales es Rusia, que cuenta con grandes territorios que no se ven afectados por la actividad económica y son una reserva para la estabilidad de la biosfera en su conjunto.

La Federación Rusa se ha unido activamente a la solución de los problemas ambientales globales, lo que se reflejó en la adopción de una serie de documentos fundamentales, incluido el Concepto de la transición de la Federación Rusa hacia el desarrollo sostenible, la Estrategia Estatal para el Desarrollo Sostenible de la Federación Rusa, la Doctrina Ambiental de la Federación Rusa, la Ley Federal "Sobre la Protección Ambiental", que proporciona estabilización y mejora fundamental del estado del medio ambiente natural mediante la introducción de tecnologías y métodos de gestión ambientalmente racionales, cambios en la estructura misma de la economía, así como el consumo personal y público. En estos documentos se presta mucha atención a la formación de un nuevo pensamiento ecológico entre las generaciones más jóvenes y la población económicamente activa.

Ya se describen éxitos separados en el campo de la protección ambiental. Están relacionados principalmente con la política ambiental de los estados y los esfuerzos de la comunidad internacional que establecen estándares para la calidad del medio ambiente natural y niveles máximos permisibles de contaminación, como Euro-2, Euro-4, etc. La mayoría de las palancas de la política medioambiental siguen estando en el plano económico y prevé la prevención de bienes y servicios que no cumplan los estándares del mercado, la introducción de sanciones, tasas medioambientales, aumento de los precios de la energía, etc. La introducción de tecnologías respetuosas con el medio ambiente, por el contrario, se acompaña de incentivos fiscales. Por eso, en la mayoría de los países del mundo, las empresas industriales instalan filtros especiales para reducir las emisiones nocivas a la atmósfera, depurar las aguas residuales y tratar de que los ciclos de producción sean cerrados y libres de residuos. En la actualidad se está prestando especial importancia a la obtención de energía a partir de fuentes renovables mediante la construcción de plantas de energía mareomotriz, eólica y solar, así como la introducción de tecnologías de ahorro energético.

Sin embargo, estos esfuerzos no pueden ser fructíferos sin la participación de cada individuo. Por tanto, en los países desarrollados, el respeto por la naturaleza, que consiste en clasificar los residuos domésticos, utilizar envases reutilizables, montar en bicicleta, etc., es un elemento de una cultura común.

Evaluación de problemas ambientales globales y posibles soluciones

A finales del siglo XX, la actividad humana ha llevado a la destrucción de más del 60% de los ecosistemas naturales de la tierra (a pesar de que solo el 10% de los territorios han sido arados), los ecosistemas acuáticos, incluidos los marinos, son muriendo, que se debe al uso irracional de los recursos, la contaminación provocada por el hombre y el cambio climático global. Sin embargo, las causas fundamentales de este deplorable estado de la biosfera son una explosión demográfica en varios países en desarrollo y la formación de una sociedad de consumo en países económicamente desarrollados.

Una mayor demora en la solución de los problemas ambientales en 20 años conducirá a un aumento de la temperatura en el planeta de 1 a 2 ─С, provocará sequías severas e inundaciones en vastos territorios, condenará a millones de personas a la muerte por hambre y enfermedades causadas, entre otras. cosas, por la desnutrición, la falta de agua potable de calidad y la contaminación ambiental. En última instancia, en un futuro cercano, es posible la desaparición completa del hombre como especie biológica debido a la destrucción de su hábitat.

La humanidad no podrá mantener artificialmente el funcionamiento de la biosfera en el nivel requerido, ya que solo la sustancia viva del planeta es capaz de proporcionar y regular este proceso. La principal condición para la restauración de un hábitat natural normal es la restauración de la propia materia viva, principalmente a través de la preservación de la diversidad de especies de plantas, animales, hongos y bacterias. Sin embargo, no será posible restaurarlo por completo, al menos en el momento actual, ya que todos los recursos a disposición de la humanidad tendrían que estar destinados a ello. Por lo tanto, un nivel económica y ecológicamente justificado es la asignación de alrededor de 1/6 de la tierra como áreas protegidas. Si para la mayoría de los países industrializados del mundo esta tarea parece abrumadora, Rusia todavía tiene una enorme reserva en forma de 65% de los territorios casi intactos por la actividad humana.

Normas de conducta en el medio natural

Dadas las realidades de hoy, mientras se relaja en la naturaleza, uno debe tratar de no causar aún más daño a los ecosistemas. Para hacer esto, mientras conduce, no debe salir y abandonar las rutas ya establecidas, para no compactar el suelo. Es imposible romper y arrancar plantas sin rumbo fijo, recolectar sus semillas y frutos, ya que esto puede interrumpir el proceso de reproducción de las comunidades vegetales. Hacer fuego en la naturaleza también es posible solo en sitios especialmente equipados para evitar incendios que incluso pueden surgir de un fósforo arrojado o una colilla de cigarrillo. Atrapar y matar insectos y otros animales solo porque son hermosos o por interés deportivo es inaceptable, ya que no solo pueden afectar el tamaño de las poblaciones, sino también la integridad de las cadenas alimentarias y las redes tróficas de las biogeocenosis. También debe recordarse que incluso cuando se herbean plantas y se recolectan animales para colecciones, se tiene en cuenta el grado de rareza de estos organismos. En el entorno natural, también es imposible dejar basura, lavar automóviles y drenar el aceite y el combustible del motor, ya que esto también causa, si no instantáneamente, pero sí un gran daño a los ecosistemas.

Solo una gestión racional de la naturaleza puede garantizar la preservación del entorno natural durante muchos años.