Методические указания к выполнению самостоятельной работы по экологии

Пример задачи:

На берегу реки построили завод по производству алюминия. В реке уменьшилась популяция ракушек. Проанализируйте возможные причины.

Часть 1. Единство живого мира

Значимость: Раздел необходим для понимания основных предпосылок появления науки биоэкологи – триединства всех видов живого.

1.1. Физико-химическое единство живого вещества.

Живое вещество – совокупность живых организмов в среде.

Несмотря на большое количество химических элементов, присутствующих в земной коре, в строении живых организмов участвует лишь узкая группа элементов, их иногда называют "элементами жизни". К ней относится кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, ионы натрия, калия, кальция, магния, хлора.

Физико-химическое единство выявлено акад. В.И. Вернадским в начале XX века на основании данных спектрального анализа различных тканей живых организмов. Подобные методы анализа давали лишь количественные данные содержания химических элементов, но не позволяли выявить структуру органических веществ. Тем не менее, это свойство определяет неизменность состава среды при наличии в среде, перемещении в ней и гибели больших количеств живого вещества.

Во второй трети XX в. было выявлено, что все «элементы жизни» характеризуются малой энергией образования химических связей.

Это важнейшее качество обусловливает опасность воздействия высокоэнергетических излучений (ультрафиолетового, рентгеновского и гамма-излучения) на ткани всех живых организмов.

1.2. Биохимическое единство живого вещества.

Все живые организмы состоят из одних и тех биохимических макромолекул (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты) и имеют одинаковый механизм метаболизма на основе ферментов – биохимических катализаторов (ускорителей биохимических реакций)

Биохимическое единство живого вещества предсказано биохимиком XIX в. Клайвером и подтверждено работами ученых XX в.

Биохимическое единство означает, что в разных организмах могут находиться одни и те же биохимические вещества, выполняющие разные функции. Например, вещества, управляющие работой мозга человека или млекопитающих, могут выполнять функцию строительных элементов клетки в растениях. На этом свойстве основано использование замещение в биотехнологиях веществ из тканей животных веществами из тканей растений, которые легко получать в больших количествах.

Биохимическое единство обусловливает опасность воздействия физических и химических факторов, нарушающих структуру биохимических веществ и протекание ферментативных реакций, для многих организмов, в состав тканей которых входят эти вещества.

1.3. Генетическое единство живого вещества

Большинство живых организмов имеют единый механизм передачи наследственной информации: гены и ДНК (хотя у некоторых существуют белковые носители информации – белки-прионы).

Генетическое единство живого вещества предсказано генетиком Ледербергом (Лаур. Ноб. Премии) в середине XX в. и подтверждено учеными конца XX в. начала XXI века.

Генетическое единство определило возможность появления генной инженерии и создания генно-модифицированных организмов, в которых в ДНК организмов одного класса (например, растений) вводятся организмы других классов (например, насекомых).

Следствие из триединства живого вещества (акад. Н.Ф. Реймерс):

Фактор, вредный для одной формы живого вещества, может быть вреден и для других его форм.

Примеры. Яды для уничтожения крыс опасны для домашних животных. Пестицидный парадокс: человек, уничтожая вредные формы живого вещества, может нанести вред самому себе.

Триединство живого вещества определяет сложность выявления воздействий вредных факторов на живые организмы.

Задание по п. 1: