Сегодня педагоги университета ведут «Классный урок» для старшеклассников на «Радио России» в рамках совместного проекта ГТРК «Тамбов», управления образования и науки Тамбовской области и ТГУ им.Г.Р.Державина. Доцент кафедры основ военной службы, кандидат педагогических наук Сергей Владимирович Новиков рассказывает о социальных последствиях вредных привычек в рамках базового уровня ОБЖ, а старший преподаватель кафедры довузовской подготовки Марина Петровна Ярыгина рассуждает об основам и проблемах экологии.
Содержание лекций :
Предмет : ОБЖ
Педагог: Новиков Сергей Владимирович, доцент кафедры основ военной службы ТГУ имени Г.Р. Державина, кандидат педагогических наук.
Тема : Вредные привычки (употребление алкоголя, курение, употребление наркотиков) и их социальные последствия.
Что такое привычка?
ПРИВЫЧКА — сложившийся способ поведения, осуществление которого в определенной ситуации приобретает для индивида характер потребности. Большой энциклопедический словарь
Привычки могут быть как полезными (делать по утрам зарядку, чистить зубы, заниматься самосовершенствованием), так и вредными.
Вредные привычки — это привычки, которые вредят здоровью человека и мешают ему осуществлять свои цели и полностью реализовать свои возможности в течение жизни.
Самыми распространенными являются употребление алкоголя, табака, наркотиков.
Давайте разберемся, почему эти привычки являются «вредными»?
Во-первых, вредные привычки отражаются на здоровье человека и его работоспособности.
Сердечно - сосудистые заболевания, болезни органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, многие формы рака, СПИД, изменения личности и т.д. – это лишь некоторые недуги, прямой или косвенной причиной которых становятся вредные привычки.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) на 15 апреля, от короновирусной инфекции в мире умерли 123 тыс.
человек. При этом ежегодно в России более 300 тыс. человек умирают от причин, связанных с курением, говорится в независимом аналитическом докладе проекта «Трезвая Россия». Это более чем в три раза превышает совокупную смертность от ДТП, отравления алкоголем и убийств. По данным экспертов, курение является причиной сокращения продолжительности жизни у мужчин в России на девять лет, у женщин — почти на шесть лет,
Во вторых, вредные привычки снижают социальную ценность человека;
Человек - существо социальное Он может развиваться только в среде себе подобных, жить и действовать только в обществе, общаясь и объединяя свои усилия с другими людьми. Вредные же привычки, дезорганизуют человека, нарушают его социальные связи, ухудшают здоровье и сокращают продолжительность жизни. Чем раньше они образуются, тем губительнее действуют и тем сложнее от них избавиться.
Ежегодно проводятся социальные исследования, психологические опросы на тему «Причины разводов». Одной из причин распада семьи около 40 % назвали пагубную тягу к алкоголю одного из супругов.
В – третьих, вредные привычки препятствуют гармоничному развитию человека;
Когда человек приобретает ту или иную вредную привычку, будь то алкоголизм, наркомания, или табакокурение в подсознании образуется связь между удовольствием и приёмом выбранного вещества.
При укоренении данной привычки у человека может развиться зависимость, которая может выражаться в потере поведенческого контроля, когда все поступки человека резонируют с вредной привычкой и являются оправданием любого действия.
Постепенно человек теряет самоуважение, разрушается семья, карьера, подрывается психическое и физическое здоровье. Человек входит в порочный круг, убеждённый, что решение жизненных проблем под силу только данной зависимости.
В - четвертых некоторые вредные привычки искажают действительность и снижают самоконтроль, а, следовательно, человек может совершить противоправные действия и испортить себе дальнейшую судьбу.
По статистике Генеральной прокуратуры в России с января по июнь 2019 года 30,6% правонарушений совершили люди, которые находились в нетрезвом состоянии.
Вредные привычки обладают рядом особенностей, среди которых особенно следует отметить:
Употребление алкоголя, наркотиков и курение вредны как здоровью самого подверженного им человека, так и здоровью окружающих его людей.
Вредные привычки в конечном итоге обязательно подчиняют себе все остальные действия человека, всю его деятельность.
Отличительной чертой вредных привычек является привыкание, невозможность без них прожить.
Избавиться от вредных привычек чрезвычайно трудно.
Основные причины приобщения молодежи к вредным привычкам:
Отсутствие внутренней дисциплины и чувства ответственности. Из-за этого молодые люди часто вступают в конфликт с теми, от кого они находятся в определенной зависимости. Но при этом они имеют достаточно высокие запросы, хотя сами не в состоянии их удовлетворить, потому что не обладают для этого, ни соответствующей подготовкой, ни социальными, ни материальными возможностями. В этом случае вредная привычка становятся своеобразным бунтарством, протестом против исповедуемых взрослыми или обществом ценностей.
Отсутствие мотивации, четко определенной жизненной цели. Поэтому такие люди живут сегодняшним днем, сиюминутными удовольствиями и не заботятся о своем будущем, не задумываются о последствиях своего нездорового поведения.
Ощущение неудовлетворенности, несчастья, тревога и скука. Эта причина особенно сказывается у людей неуверенных, с низкой самооценкой, которым жизнь кажется беспросветной, а окружающие их не понимают.
Трудности общения, свойственные людям, которые не имеют прочных дружеских связей, трудно вступают в тесные отношения с родителями, учителями, часто подпадают под дурное влияние. Поэтому если среди их ровесников есть употребляющие вредные вещества, они легче поддаются их нажиму («попробуй, и не обращай внимания на то, что это плохо»). Почувствовав под влиянием этих веществ раскрепощенность и легкость, они пытаются расширить круг знакомств и повысить свою популярность.
Экспериментирование. Когда человек слышит от окружающих о приятных ощущениях от употребление вредных веществ, он, хотя и знает об их пагубных влияниях на организм, хочет сам испытать эти ощущения. К счастью, большинство экспериментирующих этим этапом знакомства с вредными веществами и ограничивается. Но если человеку свойственны и еще какие-либо из указанных провоцирующих причин, то этот этап становится первым шагом к формированию вредных привычек.
Желание уйти от проблем, видимо, основная причина употребления вредных веществ подростками. Дело в том, что все вредные вещества вызывают торможение в ЦНС, в результате которого человек «отключается» и как бы уходит от имеющихся у него проблем. Но это не выход из создавшегося положения — проблемы не разрешаются, а усугубляются, а время уходит.
Необходимо еще раз отметить особую опасность действия вредных веществ на подростков. Это связано не только с происходящими у них процессами роста и развития, а прежде всего с очень высоким содержанием в их организме половых гормонов. Как раз взаимодействие этих гормонов с вредными веществами и делает подростка чрезвычайно чувствительным к их действию. Например, взрослому, чтобы пройти путь от начинающего пить алкоголь до алкоголика, требуется от двух до пяти лет, а подростку — всего лишь от трех до шести месяцев! Конечно же, для 14-15-летнего школьника, который готовится вступить в юношеский возраст, такое следствие употребления вредных веществ особенно опасно.
Особенности личности, темперамент, социальное окружение и психологическая атмосфера, в которой пребывает человек, способны оказать положительное или отрицательное воздействие на его привычки.
Общий механизм действия вредных веществ на организм на примере наркотических веществ.
Все наркотические вещества имеют общий механизм влияния на организм, так как являются ядами. При систематическом употреблении (для развлечения) они вызывают следующие фазы изменений в организме.
Первая фаза — защитная реакция. При первом употреблении наркотические вещества оказывают на организм токсическое (отравляющее) действие, и это вызывает защитную реакцию — тошноту, рвоту, головокружение, головную боль и т.д. Никаких приятных ощущений при этом, как правило, не бывает.
Вторая фаза — эйфория. При повторных приемах защитная реакция ослабевает, и возникает эйфория — преувеличенное ощущение хорошего самочувствия. Она достигается возбуждением наркотиками рецепторов (чувствительных структур) мозга, родственных эндорфинам (естественным внутренним стимуляторам, вызывающим чувство удовольствия). Наркотик на этой стадии действует как эндорфин.
Третья фаза — психическая зависимость от наркотиков. Наркотик, вызывающий эйфорию, нарушает синтез (выработку) эндорфинов в организме. Это приводит к ухудшению настроения человека, и он начинает стремиться получить удовольствие от приема наркотических веществ (алкоголь, наркотики и т.д.). Это еще более ухудшает синтез естественных «гормонов удовольствия» и усиливает желание принимать наркотические вещества. Постепенно развивается навязчивое влечение человека к наркотику (это уже болезнь), которое заключается в том, что он постоянно думает о приеме наркотических средств, о вызываемом им эффекте, и уже при мысли о предстоящем приеме наркотического вещества у него повышается настроение.
Представление о наркотике и его эффекте становится постоянным элементом сознания и содержания мыслей человека: о чем бы ни думал, чем бы ни занимался, он не забывает о наркотике. Как благоприятные он расценивает ситуации, способствующие добыванию наркотиков, а как неблагоприятные — препятствующие этому. Однако на этой стадии заболевания окружающие, как правило, ничего особенного в его поведении еще не замечают.
Четвертая фаза — физическая зависимость от наркотиков. Систематическое употребление наркотиков приводит к полному нарушению системы, синтезирующей эндорфины, и организм перестает их продуцировать. Поскольку эндорфины обладают болеутоляющим действием, то прекращение их синтеза организмом, принимающим наркотические вещества, вызывает физическую и эмоциональную боль.
Чтобы избавиться от этой боли, человек вынужден принимать большую дозу наркотического вещества. Так развивается физическая (химическая) зависимость от наркотических веществ. Решившись отказаться от приема наркотиков, человек привыкший к ним, должен пережить период приспособления, занимающий несколько дней, прежде чем мозг возобновит производство эндорфинов. Этот неприятный период называется периодом абстиненции («ломки»). Она проявляется в общем недомогании, снижении работоспособности, дрожании конечностей, ознобе, болях в различных частях тела. Многие болезненные симптомы хорошо заметны окружающим. Наиболее известное и хорошо изученное состояние абстиненции, например, после приема алкоголя — похмелье.
Постепенно влечение больного к наркотику становится неудержимым, у него появляется стремление немедленно, как можно скорее, во что бы то ни стало, вопреки любым преградам достать и принять наркотическое вещество. Это стремление подавляет все потребности и полностью подчиняет себе поведение человека. Он готов снять с себя и продать одежду, унести все из дома и т.д. Именно в таком состоянии больные идут на любые антисоциальные действия, в том числе преступления.
На этой стадии развития болезни человеку требуются значительно более высокие дозы наркотического вещества, чем в начале заболевания, потому что при систематическом употреблении его наступает устойчивость организма к яду (развивается толерантность).
Пятая фаза — психосоциальная деградация личности. Она наступает при систематическом и длительном приеме наркотических веществ и включает эмоциональную, волевую и интеллектуальную деградацию.
Эмоциональная деградация заключается в ослаблении, а затем полном исчезновении наиболее сложных и тонких эмоций, в эмоциональной неустойчивости, проявляющейся в резких и беспричинных колебаниях настроения, а одновременно с этим и в нарастании дисфории — устойчивых нарушений настроения. К ним относятся постоянная озлобленность, подавленность, угнетенность. Волевая деградация проявляется в неспособности сделать над собой усилие, довести до конца начатое дело, в быстрой истощаемости намерений и побуждений. У этих больных все мимолетно, и верить их обещаниям и клятвам нельзя (обязательно подведут). Они способны проявить настойчивость только в стремлении раздобыть наркотическое вещество. Это состояние у них носит навязчивый характер. Интеллектуальная деградация проявляется в снижении сообразительности, неспособности сосредоточиться, выделить главное и существенное в разговоре, в забывчивости, в повторении одних и тех же банальных или глупых мыслей, стремлении рассказывать пошлые анекдоты и т.д.
Борьба с вредными привычками
Самая лучшая тактика в борьбе с вредными привычками — держаться подальше от людей, страдающими ими. Если вам предлагают попробовать сигареты, алкогольные напитки, наркотики, попытайтесь уклониться под любым предлогом. Варианты могут быть разными:
Нет, я не хочу и вам не советую.
Нет, это помещает моим тренировкам.
Нет, я должен идти — у меня дела.
Нет, это вредно для меня.
Нет, я знаю, что мне это может понравиться, а я не хочу стать зависимым.
В вашей индивидуальной ситуации вы можете придумать свой вариант. Если предложение поступает от близкого друга, который сам только начинает пробовать никотин, алкоголь или наркотики, то можно сделать попытку объяснить ему вред и опасность этого занятия. Но если он не хочет слушать, то лучше оставить его, спорить с ним бесполезно. Помочь ему можно, только если он сам захочет бросить эти вредные занятия.
Помните, что есть те, кому выгодно, чтобы вы страдали вредными привычками. Это люди, для которых табак, алкоголь, наркотики — средство обогащения.
Человека, который предполагает попробовать сигарету, вино, наркотик, нужно рассматривать как своего врага. Друг не будет предлагать вам то, что разрушит вашу жизнь.
Вашей основной жизненной предпосылкой должен быть принцип здорового образа жизни, который исключает обретение вредных привычек. Однако если вы поняли, что приобретаете одну из вредных привычек, то постарайтесь как можно быстрее избавиться от нее.
Несколько советов, как избавиться от вредных привычек.
Прежде всего, скажите о своем решении человеку, мнение которого для вас дорого, попросите у него совета. Одновременно обратитесь к специалисту по борьбе с вредными привычками — психотерапевту, наркологу. Очень важно уйти от компании, где злоупотребляют вредными привычками, и не возвращаться в нее, может быть даже сменить место жительства. Ищите новый круг знакомых, которые не злоупотребляют вредными привычками или также как вы борются со своей болезнью. Не позволяйте себе ни минуты незанятого времени. Примите на себя дополнительные обязанности по дому, в школе, институте. Больше времени уделяйте физическим упражнениям. Выберите для себя один из видов спорта и постоянно совершенствуйтесь в нем. Составьте письменную программу ваших действий по избавлению от вредных привычек и немедленно приступайте к ее выполнению, каждый раз учитывая, что сделано, а что нет, и что этому помешало. Постоянно учитесь борьбе со своей болезнью, укрепляйте свою волю и внушайте себе, что вы способны избавиться от вредной привычки.
Что делать, если близкий человек страдает вредными привычками?
Не впадайте в панику! Сообщите ему о своем беспокойстве, не пытаясь кричать на него или обвинять в чем-либо. Не читайте мораль и не начинайте с угроз. Постарайтесь объяснить ему всю опасность этого занятия.
Чем раньше ваш близкий осознает необходимость остановиться, тем больше шансов достичь положительного результата.
Убедите его обратиться за помощью к специалистам, помогите ему сделать жизнь интересной и наполненной без вредных привычек, открыть в ней смысл и цель.
Важно заинтересовать человека в саморазвитии, чтобы он научился расслабляться и радоваться без сигарет, вина или наркотиков. Ну а тем, кто сам страдает вредными привычками, еще раз советуем как можно скорее сделать все, чтобы прекратить это смертельно опасное занятие.
ПРЕДМЕТ : Биология (углубленный уровень)
ПЕДАГОГ: ст. преподаватель кафедры довузовской подготовки ТГУ им.Г.Р.Державина Ярыгина Марина Петровна
Тема : Обобщение материала по теме «Основы экологии»
Лекция. Основы экологии
Экология (от греч. οικος — дом, жилище и λόγος — понятие, учение, наука) — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов». Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.
Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов, т. е. изучение организации и функционирования надорганизменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Основным понятием и основой таксономической единицей в экологии является «экосистема». Этот термин введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., т.е. более полувека спустя после выделения экологии как отрасли научных знаний (1866).
Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.
Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз», введенный в литературу академиком В. Н. Сукачевым несколько позднее, чем «экосистема» - в 1942 г.
Экосистемы (биогеоценозы) обычно включают два блока.
Первый из них состоит из взаимосвязанных организмов разных видов и носит название «биоценоз» (термин введен немецким зоологом К. Мебиусом в 1877 г.).
Второй блок составляет среда обитания, которую в данном случае называют «биотоп» или «экотоп».
Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями. Популяция - это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддерживанию оптимальной численности особей. Каждый вид в пределах занимаемой территории (ареала), таким образом, распадается на популяции. Размеры их различны. В таком случае можно сказать, что биоценоз – это сумма взаимосвязанных между собой и с условиями среды популяций разных видов. В экологии часто пользуются также термином «сообщество».
Экология делится на фундаментальную и прикладную. Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная – использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества.
Отдельно выделяются разделы фундаментальной экологии, связанные с существованием и деятельностью человека:
– экология человека – изучает человека как биологический вид, вступающий в разнообразные экологические взаимодействия;
– социальная экология – изучает взаимодействие человеческого общества и окружающей среды;
– глобальная экология – изучает наиболее крупномасштабные проблемы экологии человека и социальной экологии.
Прикладная экология выделяет разделы:
- охрана окружающей среды - система мер, направленная на сохранение, восстановление, улучшение природной среды, включая искусственно созданную среду (города, водохранилища, каналы и др.)., а также на обеспечение благоприятных и безопасных условий среды обитания и жизнедеятельности человека.
- инженерная экология - прикладная дисциплина, представляющая собой систему научно обоснованных инженерно-технических мероприятий, направленных на сохранение качества окружающей среды в условиях растущего промышленного производства. Инженерная экология разрабатывает инженерные методы исследования экологических систем, технические методы и средства защиты человека и окружающей среды от воздействия антропологических факторов.
- сельскохозяйственная экология – раздел экологии, исследующий аутэкологию сельскохозяйственных растений и животных и культурценоэкосистемы, в том числе плантации и сады. Очень важная отрасль экологии.
- медицинская экология - это комплексная научная дисциплина, рассматривающая все аспекты воздействия окружающей среды, на здоровье населения с центром внимания на средовых заболеваниях.
- экология города (населенных пунктов) (урбоэкология) - раздел экологии человека, рассматривающий город как единый сложно устроенный организм, который активно обменивается веществом и энергией с окружающими его природными и сельскохозяйственными территориальными комплексами и другими
- экология катастроф. Экологическая катастрофа - необратимое изменение природных комплексов, связанное с массовой гибелью живых организмов.
- промышленная экология - прикладная наука о взаимодействии промышленности (как отдельных предприятий, так и техносферы) и окружающей среды, и наоборот — влияние условий природной среды на функционирование предприятий и их комплексов.
- экологическое право - особое комплексное образование, представляющее собой совокупность правовых норм, регулирующих общественные отношения в сфере взаимодействия общества и природы.
- экология административных районов и многие другие разделы.
Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей биологии. «Спасти человека – это, прежде всего, сохранить природу. И здесь только биологи могут привести необходимые аргументы, доказывающие правомерность высказанного тезиса».
Биоэкология (как и любая наука) делится на общую и частную. В состав общей экологии входят разделы:
- Аутэкология – изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определенных видов.
- Экология популяций (демэкология) – изучает структуру популяций и ее изменение под воздействием экологических факторов.
- Синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем.
Как отдельная наука экология начала оформляться всего около полутора столетий назад и прошла бурный путь развития. Ее обособление представляет собой естественный этап роста знаний о природе. Накопление сведений об образе жизни, зависимости от внешних условий, характере распределения животных и растений началось очень давно. Первые попытки обобщения этих сведений мы встречаем в трудах античных философов.
Аристотель (384-322 до н. э.) описал свыше 500 видов известных ему животных и рассказал об их поведении: о миграциях, зимней спячке, строительной деятельности, способах самозащиты и т. п. Ученик Аристотеля, «отец ботаники» Теофраст Эрезийский (371-280 до н.э.) привел сведения о зависимости формы и роста растений от разных условий, почвы и климата.
В Средние века интерес к изучению природы ослабевает и заменяется господством богословия и схоластики. В эпоху Возрождения великие географические открытия, колонизация новых стран послужили толчком к развитию систематики.
Влияние среды на организмы обычно оценивают через отдельные факторы (лат. делающий, производящий). Под экологическими факторами понимается любой элемент или условие среды, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями, или адаптациями. За пределами приспособительных реакций лежат летальные (гибельные для организмов) значения факторов
Чаще всего факторы делят на три группы.
1.Факторы неживой природы (абиотические, или физико-химические). К ним относятся климатические, атмосферные, почвенные (эдафические), геоморфологические (орографические), гидрологические и другие.
2.Факторы живой природы (биотические) - влияние одних организмов или их сообществ на другие. Эти влияния могут быть со стороны растений (фитогенные), животных (зоогенные), микроорганизмов, грибов и т. п.
3.Факторы человеческой деятельности (антропогенные). В их числе различают прямое влияние на организмы (например, промысел) и косвенное - влияние на местообитание (например, загрязнение среды, уничтожение кормовых угодий, строительство плотин на реках и т. п.).
В комплексе действия факторов можно выделить некоторые закономерности, которые являются в значительной мере универсальными (общими) по отношению к организмам. К таким закономерностям относятся правило оптимума, правило взаимодействия факторов, правило лимитирующих факторов и некоторые другие.
Правило оптимума - в соответствии с этим правилом для организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения фактора. За пределами зоны оптимума лежат зоны угнетения, переходящие в критические точки, за которыми существование невозможно (рис. 1). К зоне оптимума обычно приурочена максимальная плотность популяции. Зоны оптимума для различных организмов неодинаковы. Для одних они имеют значительный диапазон. Такие организмы относятся к группе эврибионтов (греч. эури - широкий; биос - жизнь). Организмы с узким диапазоном адаптации к факторам называются стенобионтами (греч. стенос - узкий). Важно подчеркнуть, что зоны оптимума по отношению к различным факторам различаются, и поэтому организмы полностью проявляют свои потенциальные возможности в том случае, если весь спектр факторов имеет для них оптимальные значения.
Диапазон значений факторов (между критическими точками) называют экологической валентностью (см. рис. 1). Синонимом термина валентность является толерантность (лат. толеранция -терпение), или пластичность (изменчивость). Эти характеристики зависят в значительной мере от среды, в которой обитают организмы. Если она относительно стабильна по своим свойствам (малы амплитуды колебаний отдельных факторов), в ней больше стенобионтов (например, в водной среде), если динамична, например, наземно-воздушная - в ней больше шансов на выживание имеют эврибионты.
Зона оптимума и экологическая валентность обычно шире у теплокровных организмов, чем у холоднокровных. Надо также иметь в виду, что экологическая валентность для одного и того же вида не остается одинаковой в различных условиях (например, в северных и южных районах в отдельные периоды жизни и т.п.). Молодые и старческие организмы, как правило, требуют более кондиционированных (однородных) условий. Иногда эти требования весьма неоднозначны. Например, по отношению к температуре личинки насекомых обычно стенобионтны (стенотермны), в то время как куколки и взрослые особи могут относиться к эврибионтам (эвритермным).
Экосистема - это функциональное единство живых организмов и среды их обитания. Основные характерные особенности экосистемы — ее безразмерность и безранговость. Замещение одних биоценозов другими в течение длительного периода времени называется сукцессией. Сукцессия, протекающая на вновь образовавшемся субстрате, называется первичной. Сукцессия на территории, уже занятой растительностью, называется вторичной.
Единицей классификации экосистем является биом — природная зона или область с определенными климатическими условиями и соответствующим набором доминирующих видов растений и животных.
Особая экосистема — биогеоценоз — участок земной поверхности с однородными природными явлениями. Составными частями биогеоценоза являются климатоп, эдафотоп, гидротоп (биотоп), а также фитоценоз, зооценоз и микробоценоз (биоценоз).
С целью получения продуктов питания человек искусственно создает агроэкосистемы. Они отличаются от естественных малой устойчивостью и стабильностью, однако более высокой продуктивностью.
Таким образом, под экосистемой понимается совокупность живых организмов (сообществ) и среды их обитания, образующих благодаря круговороту веществ, устойчивую систему жизни.
Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально- энергетическими связями. Растения могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Гетеротрофы живут за счет автотрофов, но нуждаются в поступлении таких неорганических соединений, как кислород и вода.
В любом конкретном месте обитания запасов неорганических соединений, необходимых для поддержания жизнедеятельности населяющих его организмов, хватило бы ненадолго, если бы эти запасы не возобновлялись. Возврат биогенных элементов в среду происходит как в течение жизни организмов (в результате дыхания, экскреции, дефекации), так и после их смерти, в результате разложения трупов и растительных остатков.
Следовательно, сообщество образует с неорганической средой определенную систему, в которой поток атомов, вызываемый жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в круговорот.
В отечественной литературе широко применяется термин «биогеоценоз», предложенный в 1940 г. B. Н. Сукачевым. По его определению, биогеоценоз — «совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений (атмосферы, горной породы, почвы и гидрологических условий), имеющая особую специфику взаимодействий этих слагающих ее компонентов и определенный тип обмена веществом и энергией их между собой и другими явлениями природы и представляющая собой внутренне противоречивое диалектическое единство, находящееся в постоянном движении, развитии».
В биогеоценозе В.Н. Сукачев выделял два блока: экотоп — совокупность условий абиотической среды и биоценоз — совокупность всех живых организмов. Экотоп часто рассматривают как абиотическую среду, не преобразованную растениями (первичный комплекс факторов физико-географической среды), а биотоп — как совокупность элементов абиотической среды, видоизмененных средообразующей деятельностью живых организмов.
Существует мнение, что термин «биогеоценоз» в значительно большей степени отражает структурные характеристики изучаемой макросистемы, тогда как в понятие «экосистема» вкладывается, прежде всего, ее функциональная сущность. Фактически же между этими терминами различий нет.
Следует указать, что совокупность специфического физико-хи- мического окружения (биотопа) с сообществом живых организмов (биоценозом) и образует экосистему:
Экосистема = Биотоп + Биоценоз.
Равновесное (устойчивое) состояние экосистемы обеспечивается на основе круговоротов веществ. В этих круговоротах непосредственно участвуют все составные части экосистем.
Для поддержания круговорота веществ в экосистеме необходимо наличие запаса неорганических веществ в усвояемой форме и трех функционально различных экологических групп организмов: продуцентов, консументов и редуцентов.
Продуцентами выступают автотрофные организмы, способные строить свои тела за счет неорганических соединени.
Консументы - гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов или других консументов и трансформирующие его в новые формы.
Редуценты живут за счет мертвого органического вещества, переводя его вновь в неорганические соединения. Классификация эта относительная, так как и консументы, и сами продуценты выступают частично в роли редуцентов в течение жизни, выделяя в окружающую среду минеральные продукты обмена веществ.
В принципе круговорот атомов может поддерживаться в системе и без промежуточного звена — консументов, за счет деятельности двух других групп. Однако такие экосистемы встречаются скорее как исключения, например на тех участках, где функционируют сообщества, сформированные только из микроорганизмов. Роль консументов выполняют в природе в основном животные, их деятельность по поддержанию и ускорению циклической миграции атомов в экосистемах сложна и многообразна.
Масштабы экосистемы в природе весьма различны. Неодинакова также степень замкнутости поддерживаемых в них круговоротов вещества, т.е. многократность вовлечения одних и тех же элементов в циклы. В качестве отдельных экосистем можно рассматривать, например, и подушку лишайников на стволе дерева, и разрушающийся пень с его населением, и небольшой временный водоем, луг, лес, степь, пустыню, весь океан и, наконец, всю поверхность Земли, занятую жизнью.
В некоторых типах экосистем вынос вещества за их пределы настолько велик, что их стабильность поддерживается в основном за счет притока такого же количества вещества извне, тогда как внутренний круговорот малоэффективен. Таковы проточные водоемы, реки, ручьи, участки на крутых склонах гор. Другие экосистемы имеют значительно более полный круговорот веществ и относительно автономны (леса, луга, озера и т.п.).
Экосистема — практически замкнутая система. В этом состоит принципиальное отличие экосистем от сообществ и популяций, являющиеся открытыми системами, обменивающимися со средой обитания энергией, веществом и информацией.
Однако ни одна экосистема Земли не имеет полностью замкнутого круговорота, поскольку минимальный обмен массой со средой обитания все-таки происходит.
Экосистема является совокупностью взаимосвязанных энергопотребителей, совершающих работу по поддержанию ее неравновесного состояния относительно среды обитания за счет использования потока солнечной энергии.
С этой точки зрения устойчивое существование многих видов в экосистеме достигается за счет постоянно происходящих в ней естественных нарушений местообитаний, позволяющих новым поколениям занимать вновь освободившееся пространство. Поддержание целостности сообщества обеспечивается разнообразными связями между организмами. Наибольшее значение в природе имеют пищевые связи, благодаря которым осуществляется непрерывный вещественно-энергетический обмен между живым и неживым веществом природы.
В сообществе живые организмы тесным образом связаны не только между собой, но и с неживой природой. Связь эта выражается через поступление пищи, воды, кислорода в живые организмы из окружающей среды. Пища содержит энергию, которая необходима для жизнедеятельности организма. Таким образом, биоценоз может стабильно существовать только при перераспределении вещества и энергии через пищевые цепи.
Для любого сообщества можно составить схему всех пищевых взаимосвязей организмов. Эта схема имеет вид сети (её переплетения бывают очень сложными) и носит название пищевая (трофическая) сеть.
Пищевая сеть обычно состоит из нескольких пищевых (трофических) цепей, каждая из которых является как бы отдельным каналом, по которому передаются вещество и энергия.
В каждой цепи осуществляется однонаправленный поток вещества и энергии от одной группы организмов к другой (на рисунке стрелками изображены потоки вещества в пищевой сети).
Цепи питания, начинающиеся с живого органического вещества (обычно с зелёных растений), называются пастбищными, или консументными, цепями (или цепями выедания).
Пастбищные цепи питания преобладают в травянистых, водных экосистемах.
Например А — пастбищная пищевая цепь: живое растение — растительноядное насекомое — хищное насекомое — насекомоядная птица — хищная птица.
Трофические цепи, начинающиеся с мёртвого органического вещества детрита (отмершие остатки растений, трупы и экскременты животных), называются детритные, или редуцентные, цепи (или цепи разложения).
Детритные цепи преобладают в лесных экосистемах.
Например Б — детритная пищевая цепь: опавшие листья (детрит) — почвенные бактерии, черви, грибы (детритофаги) — почвенные насекомые и клещи — хищные насекомые и насекомоядные животные.
В пастбищных цепях питания выделяют следующие трофические уровни:
1-й трофический уровень образуют продуценты — производители биологического вещества — автотрофы.
Автотрофы способны фиксировать световую энергию и использовать в питании простые неорганические вещества.
Как правило, продуцентами являются зелёные растения. Автотрофы являются важнейшей частью любого сообщества, потому что практически все остальные организмы прямо или косвенно зависят от снабжения веществом и энергией, запасёнными растениями.
На суше автотрофы — это обычно крупные растения с корнями, в водоёмах продуцентами являются микроскопические водоросли, обитающие в толще воды (фитопланктон).
Все остальные организмы относятся к гетеротрофам, питающимся готовыми органическими веществами. Гетеротрофы разлагают, перестраивают и усваивают сложные органические вещества, созданные первичными продуцентами.
Все животные и многие микроорганизмы — гетеротрофы.
В свою очередь гетеротрофные организмы подразделяются на потребителей (консументов) и разлагателей, или деструкторов (редуцентов).
Консументы (потребители) — это главным образом животные, питающиеся другими организмами (растительными или животными) или измельчёнными органическими веществами.
2-й трофический уровень образуют консументы I порядка, или первичные консументы (растительноядные животные, которые питаются продуцентами).
3-й трофический уровень образуют консументы, которые поедают растительноядных животных I порядка, называются консументами II порядка, или вторичными консументами, или первичными хищниками (плотоядные животные-хищники).
4-й трофический уровень образуют консументы III порядка, или третичные консументы, или вторичные хищники (хищники, питающиеся вторичными консументами) и т. д.
Поскольку многие животные всеядны и питаются как растениями, так и животными, их невозможно отнести к какому-либо одному уровню. В этих случаях считается, что такие организмы представляют сразу несколько трофических уровней, а их участие в каждом из уровней пропорционально составу их диеты.
В конце пищевой цепи находятся редуценты, которые превращают отмершее органическое вещество в неорганические соединения.
Редуценты представлены в основном грибами и бактериями, разлагающими сложные составные компоненты мёртвой цитоплазмы, доводя их до простых органических соединений, которые в последующем могут быть использованы продуцентами.
Любая экосистема, приспосабливаясь к изменениям внешней среды, находится в состоянии динамики. Эта динамика может касаться как отдельных звеньев экосистем (организмов, популяций, трофических групп), так и системы в целом. При этом динамика может быть связана, с одной стороны, с адаптациями к факторам, которые являются внешними по отношению к экосистеме, а с другой - к факторам, которые создает и изменяет сама экосистема.
Самый простой тип динамики - суточный. Он связан с изменениями в фотосинтезе и транспирации растений (испарении воды). В еще большей мере эти изменения связаны с поведением животного населения. Одни из них более активны днем, другие - в сумерки, третьи - ночью. Аналогичные примеры можно привести по отношению к сезонным явлениям, с которыми еще больше связана активность жизнедеятельности организмов.
Не остаются неизменными экосистемы и в многолетнем ряду. Если в качестве примера взять лес или луг, то не трудно заметить, что в разные годы этим экосистемам свойственны свои особенности. В одни годы мы можем наблюдать увеличение численности одних видов (на лугах, например, бывают «клеверные годы», годы с резким увеличением злаков и других видов или групп видов). Из этого следует, что каждый вид индивидуален по своим требованиям к среде, и ее изменения для одних видов благоприятны, а на другие, наоборот, оказывают угнетающее влияние. Сказывается также и периодичность в интенсивности размножения.
Эти изменения в одних случаях могут в какой-то мере повторяться, в других же имеют однонаправленный, поступательный характер и обусловливают развитие экосистемы в определенном направлении.
Периодически повторяющуюся динамику называют циклическими изменениями или флуктуациями, а направленную динамику именуют поступательной или развитием экосистем. Для последнего вида динамики характерным является либо внедрение в экосистемы новых видов, либо смена одних видов другими. В конечном же счете происходят смены биоценозов и экосистем в целом. Этот процесс называют сукцессией (лат. сукцессио -преемственность, наследование). Различают обычно первичные и вторичные сукцессии.
Первичные сукцессии. Под первичной обычно понимается сукцессия, развитие которой начинается на изначально безжизненном субстрате. Ход первичной сукцессии рассмотрим на примере наземных экосистем. Если взять участки земной поверхности, например заброшенные песчаные карьеры, в различных географических районах (в лесной, степной зонах, либо среди тропических лесов и т.п.), то для всех этих объектов будут характерны как общие, так и специфические изменения в экосистемах.
В качестве общих закономерностей будет иметь место заселение живыми организмами, увеличение их видового разнообразия, постепенное обогащение почв органическим веществом, возрастание их плодородия, усиление связей между различными видами или трофическими группами организмов, в то же время будет иметь место уменьшение числа свободных экологических ниш, постепенное формирование все более сложных биоценозов и экосистем, повышение их продуктивности. Более мелкие виды организмов, особенно растительные, при этом, как правило, сменяются более крупными, интенсифицируются процессы круговорота веществ. В каждом случае при этом можно выделить последовательные стадии сукцессии, под которыми понимается смена одних экосистем другими, а сукцессионные ряды заканчиваются относительно мало изменяющимися экосистемами. Их называют климаксными (греч. климакс-лестница), коренными или узловыми.
Причины сукцессии. Сукцессионные смены обычно связывают с тем, что существующая экосистема (сообщество) создает неблагоприятные условия для наполняющих ее организмов (почвоутомление, неполный круговорот веществ, самоотравление продуктами выделении или разложения и т.п.). Такие явления реальны, но не объясняют всех случаев смен экосистем. Например, в северных лесах внедрение ели под полог лиственных древесных сообществ связано прежде всего с тем, что она использует биологические свойства этих сообществ по слабому притенению почвы. Сами же почвенные условия остаются не только благоприятными для лиственных древостоев, но и постепенно улучшаются (для них идет накопление питательных веществ, уменьшается кислотность почв и т.п.). Следовательно, здесь нет оснований говорить о самоотравлении или других подобных причинах смен.
Не подтверждается безоговорочно и точка зрения о том, что появление ели под пологом лиственных древостоев связано с тем, что в молодом возрасте она требует затенения. Известно, например, что ель и в молодом возрасте прекрасно растет при полном освещении (значительно лучше, чем под пологом других древесных видов). Об этом, в частности, свидетельствуют многочисленные примеры создания культурных фитоценозов ели (посадкой молодых растений или посевом семян) на открытых площадях.
Наряду с природными факторами, причинами динамики экосистем все чаще выступает человек. К настоящему времени им разрушено большинство коренных (климаксных) экосистем. Например, степи почти полностью распаханы (сохранились только на заповедных участках). Преобладающие площади лесов представлены переходными (временными) экосистемами из лиственных древесных пород (береза, осина, реже ива, ольха и др.). Эти леса обычно и называют производными или вторичными. Они, являются промежуточными стадиями сукцессии.
К сменам экосистем ведут также такие виды деятельности человека, как осушение болот, чрезмерные нагрузки на леса. Например, в результате отдыха населения (рекреации), химических загрязнений среды, усиленного выпаса скота, пожаров и т.п.
Антропогенные воздействия часто ведут к упрощению экосистем. Такие явления обычно называют дигрессиями (лат. дигрессион-отклонение). Различают, например, пастбищные, рекреационные и другие дигрессии. Смены такого типа обычно завершаются не климаксными экосистемами, для которых характерно усложнение структуры, а стадиями катоценоза (греч. ката - вниз, против; кайиос - общий), которые нередко заканчиваются полным распадом экосистем.
Климаксные экосистемы обычно чувствительны к различным вмешательствам в их жизнь. К подобным воздействиям, кроме хвойных лесов, чувствительны и другие коренные сообщества, например, дубовые леса. Это одна из причин катастрофической гибели дубран в современный период и замены их, как и хвойных лесов, менее ценными, но более устойчивыми временными экосистемами березы, осины, кустарников или трав. Последнее особенно значимо в разрушении степных и лесостепных дубрав.
Кроме песчаных пространств, первичные сукцессии могут начинаться на горных породах, извлеченных из недр, продуктах извержения вулканов (застывшая лава, отложения пепла) и т.п.
Вторичные и другие сукцессии. Вторичные сукцессии отличаются от первичных тем, что они начинаются обычно не с нулевых значений, а возникают на месте нарушенных или разрушенных экосистем. Например, после вырубок лесов, лесных пожаров, при зарастании площадей, находившихся под сельскохозяйственными угодьями. Основное отличие этих сукцессии заключается в том, что они протекают несравненно быстрее первичных, так как начинаются с промежуточных стадий (трав, кустарников или древесных растений-пионеров) и на фоне более богатых почв. Конечно, вторичная сукцессия возможна только в тех случаях, если человек не будет оказывать сильное и постоянное влияние.
Различают естественные (природные) и антропогенные (искусственные) экосистемы. Например, луг, сформировавшийся под влиянием естественных факторов, представляет природную экосистему. Луг, который создан в результате уничтожения естественного сообщества (например, осушения болота) и замены его травосмесью, - антропогенная экосистема.
Агроценоз - искусственно созданный биоценоз. Между агроценозом и биоценозом существует ряд важных отличий. Агроценоз характеризуется:
- Преобладает искусственный отбор - выживают особи с полезными для человека признаками и свойствами.
- Источник энергии - солнце (открытая система).
- Круговорот веществ - незамкнутый, так как часть веществ и энергии изымается человеком (сбор урожая).
- Видовой состав - скудный, преобладают 1-2 вида (поле пшеницы, ржи).
- Устойчивость экосистемы - снижена, так как пищевые цепочки короткие, пищевые сети неразветвленные.
Биоценоз характеризуется:
- Преобладает естественный отбор - выживают наиболее приспособленные особи.
- Источник энергии - солнце (открытая система).
- Круговорот веществ – замкнутый.
- Видовой состав - разнообразный, тысячи видов.
- Устойчивость экосистемы - высокая, так как пищевые цепочки длинные, разветвленные.
- Биомассы на единицу площади – много.
Сходства агроценоза и природного биогеоценоза.
- Являются открытыми системами - поглощают солнечную энергию.
- Действуют факторы эволюции (искусственный или естественный отбор, борьба за существование, наследственная изменчивость)
- Состоят из продуцентов, консументов, редуцентов.
- В обеих системах действует правило экологической пирамиды.
- В основе сообщества лежат продуценты (автотрофные организмы), непосредственно использующие энергию Солнца для синтеза органических веществ - первое звено в цепи питания.
- В биогеоценозах любого типа существуют цепи питания.
Биосфера (греч. bios — жизнь и sphaira — шар) — это оболочка Земли, заселенная живыми организмами и преобразованная ими. Она включает почти всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть земной коры. Границы биосферы определяются наличием условий, необходимых для жизни различных организмов. Верхняя граница биосферы простирается от поверхности Земли до озонового экрана. Выше этой границы организмы жить не могут, так как там на них будут губительно действовать ультрафиолетовые лучи Солнца и низкая температура. Нижняя граница проходит по дну гидросферы и на глубине 4-5 км в земной коре материков (это зависит от того, на какой глубине температура горных пород достигает +100°С). Наиболее обильна жизнью часть биосферы у земной поверхности и до глубины 200 м в гидросфере. Однако жизнь не ограничена исключительно пределами биосферы. Микробы, споры и пыльца растений, органические молекулы обнаружены высоко в стратосфере.
Биосфера — сравнительно молодая оболочка Земли. Ее образование связано с появлением жизни на нашей планете.
Термин «биосфера» в научную литературу введен в 1875г. австрийским ученым-геологом Эдуардом Зюссом. К биосфере он отнес все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы (твердой оболочки Земли), где встречаются живые организмы.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) использовал этот термин и создал науку с аналогичным названием. Если с понятием «биосфера», по Зюссу, связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой и газообразной) живых организмов, то, по В.И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. При этом в понятие биосферы включается преобразующая деятельность организмов не только в границах распространения жизни в настоящее время, но и в прошлом.
Примерно 500 млн. лет назад организмы начали приспосабливаться к жизни на суше. Различные растения (еще очень примитивные) и животные (простейшие) постепенно заселяли и осваивали разные участки суши, вырабатывая различные приспособления для жизни в них. Начинается их участие в образовании почвы. Таким образом, постепенно создавались условия для появления на суше высокоорганизованных растений (хвойных и цветковых). При этом в атмосферу начинает выделяться кислород, необходимый для дыхания. Постепенно все живые организмы расселялись во все сферы Земли. Живые организмы существенно изменили вид нашей планеты, преобразовали земную кору, гидросферу и нижние слои атмосферы. Важнейшим этапом в изменении облика нашей планеты является появление и расселение на Земле человека. Это произошло около 500 тыс. лет назад.
По словам академика В.И.Вернадского, воздействие человека на природу превосходит многие природные процессы. Совокупность всех живых организмов на планете называется биомассой (греч. bios — жизнь), или живым веществом.
Выдающийся русский ученый В. И. Вернадский, один из создателей современного учения о биосфере, выделил компоненты биосферы. Биосфера включает в себя: живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы); биогенное вещество — органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть); биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами), — почвенный покров; косное (мёртвое) вещество, образованное процессами, в которых живые организмы не участвуют (изверженные горные породы, космическая пыль и т. п.).
