Российский Химико-Технологический Университет им. Д. И. Менделеева

Кафедра проблем устойчивого развития

Контрольные работы №1,№2,№3.

Вариант 3

Выполнил:

Москва 2008 Контрольная работа №1

1.Основные представления и идеи,связывающие работы Мальтуса,Вернадского и участников Римского клуба.

На сегодняшний день главная проблема, стоящая перед наукой демография, да и перед всем мировым сообществом в целом – перенаселённость Земли. Около 1800 лет потребовалось человечеству, чтобы довести свою численность до одного миллиарда, но всего лишь за 100 лет благодаря невиданному демографическому взрыву в XX веке народонаселение Земли увеличилось более чем в 6 раз!

Впервые проблему на тот момент «возможного» перенаселения Земли поднял известный экономист Томас Роберт Мальтус.Главным постулатом своей теории Мальтус считал следующую закономерность: «население, если не мешать его свободному воспроизводству, удваивается каждые 25 лет, иначе говоря — в геометрической прогрессии. Мальтус считал, что изначально сама человеческая природа заставляет людей безоглядно плодить себе подобных.

Другим важнейшим принципом своей теории стала его знаменитая фраза: «Не производить на свет детей, которых они не будут в состоянии прокормить». Для урегулирования роста населения Мальтус предлагал два типа решений: первый – естественный, войны, эпидемии, голод и пр. Но так как было бы антигуманно увеличивать смертность для уменьшения популяции людей, он предложил искусственный способ сдерживания рождаемости через воздержание и даже аскетизм. Своим личным примером Мальтус показал как это может быть: его два сына умерли не оставив потомства, а дочь умерла в возрасте 17 лет. При этом Мальтус никогда не питал иллюзий на счёт того, что человечеству когда-нибудь удастся сократить или стабилизировать свою численность таким способом. Он наоборот предсказал, что грехи и пороки приведут человечество к полному вымиранию, и о стабилизации не будет идти и речи.

Религиозные круги критиковали Мальтуса: Церковь считала, что любое искусственное ограничение рождаемости (контрацепция, аборты, стерилизация и пр.) есть суть вмешательство в дела Господа, но они не вдавались в идеи священника Мальтуса, считавшего всё выше перечисленное тяжкими грехами, а принимали за правду более поздние изречения учеников Мальтуса.

Инициатором постановки, исследования и нахождения путей выхода из кризиса был так называемый «Римский клуб» - сообщество крупнейших мировых бизнесменов, политиков и общественных деятелей, объединённых идеей сохранения естественной природной среды обитания человека на Земле. Деятельность «Римского клуба» привела к появлению целых научных концепций, связанных с проблемой управления численностью населения, его прогнозирования и планирования. Одновременно участники Римского клуба разрабатывают программы и рекомендации, способствующие преодолению кризисной ситуации, например, одна из самых известных – «За пределами роста» Д. Медоуза (1972). В ней коллектив авторов: Донелла и Дениз Медоузы и Йорген Рандерс анализируют общую экологическую ситуацию в мире и доказывают, что при игнорировании естественных законов природы, тревожных сигналов об истощении ресурсов глобальная катастрофа на Земле неизбежна.

Главной проблемой настоящего времени авторы считают неестественные темпы снижения смертности в развивающихся странах сегодня. Сегодняшние развивающиеся страны могут пользоваться уже созданными до них достижениями человечества не тратя столь много времени для самостоятельной разработки их. Поэтому страны легко и быстро шагнувшие в промышленном плане вперед, снизив в короткие сроки уровень смертности, не скоро перейдут в разряд промышленно развитых стран в социальном плане, что таит в себе угрозу еще большего увеличения населения на Земле.

В плане истоков проблемы перенаселённости Мальтус и современные исследователи совпали во мнениях. Люди стремятся продолжить свой род; при улучшении качества и условий жизни сначала быстро падает смертность, а при кардинальном и стабильно высоком улучшении жизни постепенно падает рождаемость; главное – этот процесс довольно долог и временной разрыв между началом падения смертности и началом падения рождаемости может занимать десятилетия.

Русский физик Сергей Петрович Капица, утверждает, что причиной будущего резкого снижения численности населения станет информационный кризис, связанный с непомерным увеличением информации, который человек не сможет полностью переработать. В мировом хозяйстве на смену экономике, основанной на обмене, приходит экономика, основанная на информации.

Профессор В.Р. Дольник считает, что на человека действует его внешняя среда и, следовательно, при негативном влиянии внешней среды его внутренние процессы тоже будут ухудшаться, что повлечёт за собой снижение жизнеспособности и плодовитости.

2.Основные этапы формирования вида Homo sapience.

Филогенез человека представляют, исходя из дарвиновского по­ложения, в соответствии с которым предками человека были обе­зьяноподобные существа, а развитие человека и человекообразных обезьян представляло собой не последовательные степени, а парал­лельные ветви эволюции, характеризующиеся глубоким расхожде­нием с эволюционной точкой зрения. Ч. Дарвин называл совре­менных человекообразных обезьян двоюродными братьями и сестрами человека.

Чтобы правильно понять самые ранние этапы эволюции чело­века необходимо начать с эволюции отряда приматов, в состав ко­торого входят семейства понгид и гоминид. Находки палеонтоло­гов позволяют проследить развитие животных, приведшее к появлению первых приматов, начиная с мезозойской эры, когда из тогдашних видов пресмыкающихся возникли первые млекопитающие, получившие название Protoinaectivara.

Отряд приматов классифицируют на подотряды полуобезьян (Prosimii) и обезьян (Antropoidea). Наиболее ранние приматы из подотряда Antropoidea были многочисленными в начале палеоцена (65 млн лет назад). В олигоцене (40 млн лет назад) приматы этого подотряда в результате эволюции дали начало 3 большим группам (надсемействам) живых существ, а именно:

1. Надсемейство Geboidea. Представители этого надсемейства в ходе эволюции дали начало обезьянам Нового света (широконосым), которые эволюционировали в игрунков и капуцинов. Это надсемейство представляет собой приматов, не имеющих значения в эволюции человека.

2. Надсемейство Cercopithecoidea. Представители этого надсемейства дали начало обезьянам Старого света (узконосым), которые эволюционировали в макак и павианов. Это надсемейство тоже не имеет значения для эволюции человека.

3. Надсемейство Hominoidea (гоминоиды). Представители этого надсемейства появились в верхнем плиоцене и дали начало челове­кообразным обезьянам и человеку. Эволюция гоминоидов происхо­дила независимо от других приматов. В пределах этого надсемей­ства выделяют семейства Pliopithecidaе, представители которого полностью вымерли, Oreopithecidae, представители которого тоже полностью вымерли, Pongidae (человекообразные обезьяны), пред­ставители которого частично вымерли и Hominidae (люди), пред­ставители которого тоже частично вымерли. Понгид делят на подсемейства гиббонов (Hilolatenae) и настоящих человекообразных обезьян (Pongidae), к которым относятся орангутаны, гориллы и шимпанзе.

Начало эволюции семейства понгид (Pongidae) и гоминид (Hominidae) датируется временем, когда одна из ветвей эволюции повела к дриопитековым (древесным человекообразным обезьянам), сходным по костям с гориллами, шимпанзе и человеком. У истоков расхождения путей эволюции понгид и гоминид сто­ит один из дриопитеков, названный в честь индийского бога Рамы рамапитеком, челюсть которого была найдена Д. Льюисом в 1934 г. в Индии. Антропологи считают важным признаком эволюционное уменьшение размеров клыков гоминид. Сравнение размеров, формы и расположения зубов человека, чело­векообразных обезьян и рамапитека показывает, что человекооб­разные обезьяны имеют крупные клыки и так называемое семиальное пространство между резцами и клыками в зубной аркаде, тогда как у человека клыки по размерам меньше, чем у обезьян, семиальное пространство отсутствует, а зубная арка имеет специ­фическое закругление. Вопрос о со­знании у рамапитеков спорен. Поскольку у человека 23 пары хромосом, а у обезьян 24 пары, поскольку установлено, что гены недостающей обезья­ньей пары локализованы на 2-й паре хромосом человека, то предполагают, что расхождение эволюционных путей было детерминированы большой хромосомной транслокацией, следствием которой явилось включение обезьяньей хромосомы во вторую хромосомную пару человека.

Филогенез человека можно представить в виде ряда последовательных, сменяющихся одна за другой стадий:

1. Предшественник — предки рода Homo, представляющие собой ископаемых обезьянолюдей (австралопитеков).

2. Архантропы — древнейшие люди, представленные ископаемыми остатками.

3. Палеантропы — древние люди, непосредственные предки Н. sapiens. Представлены ископаемыми останками.

4. Неоантропы — ископаемые формы, связанные с культурами позднего палеолита (Н. sapiens fossilis) и ныне живущие формы (Н. sapiens ricens).

Стадия предшественников. В 1924 г. профессор Иоганнесбургского университета Р. А. Дарт обнаружил в Южной Африке череп ископаемого гоминида, который по строению костей лицевого от­дела и зубов принадлежал существу, занимавшему среднее поло­жение между обезьяной и человеком. Р. Дарт назвал это существо австралопитеком или южной обезьяной (от лат. australis — юж­ный, pithecus — обезьяна). Спустя несколько лет Р. Дарт повторно нашел в Южной Африке ископаемые останки аналогичного существа, названного Australopithecua africanus. Изучение скелетных останков этого существа показано, что его масса составляла 35-55 кг, зубы почти сходны с человечес­кими, а объем головного мозга — до 500 мл. Хотя объем головного мозга не достигает и половины объема мозга человека, он все же превышает объем мозга высших обезьян.

В 1994 г. в Эфиопии были обнаружены ос­танки существа, названного A. ramidus. Возраст этих останков 4,4 млн лет, а его зубы более при­митивны по сравнению с A. afarensis.

В 1938 г. в Южной Африке были обнаружены ископаемые останки «сильного» (по нижней че­люсти) австралопитека, которого называют сейчас A. robustus. Его рост составлял 150-155 см, мас­са — до 70 кг, а возраст — около 1,9-1,6 млн лет.

В 1959 г. в Олдовайском ущелье (Танзания) английский антрополог Л. Лики (1903—1972) нашел ископаемые останки существа с объемом мозга около 650 мл (как у австралопитеков), мас­сой около 49 кг и галечные орудия, древность которых по данным калий-аргонового метода со­ставляет 2 млн лет. Это существо вначале было названо Zinjanthropus boisei, позднее был переименован в A. boisei.

В 1960 г. в Африке Л. Лики нашел череп другого существа, уже более близкого к человеку. На основе изучения черепа было предположено, что рост этого существа равен 120 см, объем голов­ного мозга — около 650 мл. Первый палец его стопы уже не был отведен в сторону, что указывает на полное завершение прямохождения. Кости кисти этого существа сочетали как примитивные (обе­зьяньи), так и прогрессивные (человеческие) черты. Были найдены грубые галеч­ные орудия и расколотые кости (для добывания мозга). Чтобы подчеркнуть способность этого существа изготовлять простейшие орудия, Л. Лики назвал его Н. habilis (человек умелый).

Итак, палеонтологические данные свидетель­ствуют о том, что непосредственными животными предками чело­века служат австралопитеки — высокоразвитые двуногие обезья­ноподобные существа. Их рост составлял 120—130 см, вес — около 50 кг, объем головного мозга — около 500 мл. Их коренные и пе­редние зубы были человеческими по форме, а тазобедренные кости имели то же строение, что и аналогичные кости человека. Прямым следствием прямохождения явилось развитие хватательных движений и держание за счет использования рук. Между тем использование рук требовало рассудочной деятельности. Поэтому появление прямохождения и освобождение передних, конечностей сопровождалось развитием головного мозга, увеличением его размеров.

Стадия архантропа (древнейшие люди). Архантропы занимают среднее положение между австралопитеками и современным человеком.

Открытие архантропов произошло в 1891 гг., когда голландский врач Е. Дюбуа обнаружил на острове Ява в плейстоценовых отложениях на глубине 15 м коренной зуб, бедренную кость и часть черепной коробки ископаемого существа, названного им Pithecanthropes erectus (от греч. pithecus — обезьяна, anthropos — человек), или яванским человеком. Для этого питекантропа были характерны мозг объемом 900 мл, что в два раза больше мозга современных человекообразных обезьян и больше мозга австралопитеков, вертикальное положение тела, почти человеческий скелет, зубы, сходные с человеческими, доминирование черепной коробки над лицевым отделом черепа. Рост питекантропа составлял, ве­роятно, 170 см, масса — около 70 кг, возраст — около 650 тыс лет. В 1927 г. вблизи Пекина в Китае канадским анатомом были найдены останки ископаемого существа, названного синантропом (пекинским человеком). Объем мозга этого существа равен 1055 мл, рост — 150 см, возраст — 400 тыс лет. Для этого существа характерным были двуногое хождение, прямой торс.

Древнейшие люди были более крупными, чем австралопите­ки, могли ходить более долгое время прямо и без напряжения, полностью использовать руки. Превосходя Н. habilis, они охотились на них и убивали их. Судя по увеличенному размеру мозга, в ко­тором все еще оставалась уплощенной теменная доля, узкими ви­сочные доли, они должны были обладать речью. Счита­ют, что деятельность Н. erectus по добыванию пищи путем охоты имела коллективный характер.

Стадия палеантропа (древние люди). В 1856 г. в долине Неандерталь реки Дюссель в ФРГ во время добычи известняка были обнаружены останки скелета (череп и другие костные останки) древнего человека, которые были описаны К. Фульроттом, а в 1864 г. У. Кингом названы неандертальцем (Homo sapiens neanderthalensis). Череп этих древних людей был значительно удлинен, с харак­терным низким сводом и сложными выступающими надбровны­ми валиками, хорошо развитыми лобными пазухами. Объем моз­га составляет 1200-1600 мл (как у современного человека), рост — около 160 см. Время жизни неандер­тальцев совпало с периодом очередного (последнего) наступления ледников. Они строили простые жилища, защищались от холода с помощью одежды из шкур зверей, изготовляли более совершен­ные кремниевые и костяные орудия, что позволяло им успешно вести борьбу с мамонтами. Неандертальцы хоронили умерших или погибших соплеменников.

Стадия неоантропа. В 1868 г. в пещере Кро - Маньон (Франция) был найден скелет человека, объем черепной коробки которого состав­ляет около 1800 см³. Для этого человека характерно отсутствие над­бровных валиков, т. к. это костное образование разделилось с по­мощью костного углубления на две дуги, идущие по верхнему краю глазниц. Оно превратилось в надбровные дуги, характерны также наличие подбородка, прямой лоб. Рост его составлял около 180 см. Этого человека назвали кроманьонцем.

Палеонтологические находки указывают на то, что в период появления современных людей доживали свой век и последние не­андертальцы.

Кроманьонцы не отличаются от людей современного физичес­кого типа. Если бы кроманьонец, одетый в современную одежду, шел по улице, его трудно было бы сейчас выделить в толпе. В их пещерах были найдены стрелы, гарпуны, иглы, что указывает на усовершенствование методов изготовления орудий.

Предполагают, что резкое уменьшение диких животных спо­собствовало переходу людей от охотничьего сообщества к сельско­хозяйственному.

На стадии неоантропа на развитие человека стала оказывать все большее и большее влияние культура, социальные закономер­ности.

3.Строение Земли.

Земля — третья от Солнца планета Солнечной системы.

Крупнейшая из планет земной группы и единственное известное на данный момент планетарное тело, населённое живыми существами. Планета образовалась около 4,5 млрд лет тому назад и вскоре после этого приобрела свой единственный естественный спутник — Луну. На Земле обитают разумные существа — люди. Земля движется вокруг Солнца по эллиптической орбите со скоростью примерно равной 30 км/c (106 000 км/час), вращаясь при этом вокруг собственной оси со скоростью на экваторе 465 м/сек (1674 км/час). Но скорость движения Земли по орбите непостоянна: в июле она начинает ускоряться (после прохождения афелия), а в январе — снова начинает замедляться (после прохождения перигелия). Земля имеет слоистое строение. Она состоит из твёрдых силикатных оболочек (коры и мантии) и металлического ядра. Внешняя часть ядра жидкая, а внутренняя — твёрдая. Одна из особенностей Земли - ее магнитное поле, благодаря которому мы можем пользоваться компасом. Магнитный полюс Земли, к которому притягивается северный конец стрелки компаса, не совпадает с Северным географическим полюсом. Под действием солнечного ветра магнитное поле Земли искажается и приобретает "шлейф" в направлении от Солнца, который простирается на сотни тысяч километров. О внутреннем строении Земли, прежде всего, судят по особенностям прохождения сквозь различные слои Земли механических колебаний, возникающих при землетрясениях или взрывах. Твердая оболочка Земли - литосфера. Ее можно сравнить со скорлупой, охватывающей всю поверхность Земли. Но эта "скорлупа" как бы растрескалась на части и состоит из нескольких крупных литосферных плит, медленно перемещающихся одна относительно другой. По их границам концентрируется подавляющее число землетрясений. Верхний слой литосферы - это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из оксидов кремния и алюминия, оксидов железа и щелочных металлов. Верхний слой земной коры состоит из осадочных пород, нижний из базальтов. Между ними находится слой гранитов, характерный только для континентальной коры. Бывает два типа коры — континентальная и океаническая. В строении континентальной коры выделяют три геологических слоя: осадочный чехол, гранитный и базальтовый. Океаническая кора сложена преимущественно породами основного состава, плюс осадочный чехол. Земная кора разделена на различные по величине литосферные плиты, двигающиеся относительно друг друга

Граница между корой и мантией называется поверхностью Мохоровича. В ней скачкообразно увеличивается скорость распространения сейсмических волн. На глубине 120-250 км под материками и 60-400 км под океанами залегает слой мантии, называемый астеносферой. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде. Более толстые участки земной коры, а так же участки, состоящие из менее плотных пород, поднимаются по отношению к другим участкам коры.

Мантия — это силикатная оболочка Земли, сложенная преимущественно перидотитами — породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др. Частичное плавление мантийных пород порождает базальтовые и им подобные расплавы, формирующие при подъёме к поверхности земную кору. Мантия составляет 67 процентов всей массы Земли и около 83 % всего объёма Земли. Мантия расположена в огромном диапазоне глубин, и с увеличением давления в веществе происходят фазовые переходы, при которых минералы приобретают всё более плотную структуру. Наиболее значительное превращение происходит на глубине 660 километров. Термодинамика этого фазового перехода такова, что мантийное вещество ниже этой границы не может проникнуть через неё, и наоборот. Выше границы 660 километров находится верхняя мантия, а ниже, соответственно, нижняя. Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства.

Гидросфера — совокупность всех водных запасов Земли. Большая часть воды сосредоточена в океане, значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах. Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара. Часть воды находится в твёрдом состоянии в виде ледников, снежного покрова, и в вечной мерзлоте, слагая криосферу.

Атмосфера — газовая оболочка, окружающая планету Земля. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Биосфера — это совокупность частей земных оболочек (лито-, гидро- и атмосфера), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности.

4.Что такое популяция и что такое сообщество?

Для биомов, населяющих местообитания, характерна опреде­ленная климаксная растительность и определенные виды живот­ных. Между обоими компонентами (группировками) биома суще­ствует тесная связь. Эти группировки растений и животных получили название со­обществ. Размеры сообществ очень колеблются, тем не менее их струк­тура характеризуется упорядоченностью, которая выражается в оп­ределенных отношениях между видами, одни из которых встреча­ются чаще, другие реже. С другой стороны, для сообществ присуща пространственная структура (размещение в пространстве) и видо­вая. На состав сообществ влияют пищевые связи. Сообщества состоят из популяций организмов разной видовой принадлежности. Тропические сообщества характеризуются боль­шим количеством видов, но численность видов является не очень большой. Сообщества полярных морей характеризуются мень­шим количеством видов, но численность их является большей.

Видовой состав сообществ может быть разным, но некоторые виды в них имеют сходные фенотипы и функционально одинако­вы. Эти виды называют экологическими двойниками (экологичес­ким эквивалентами).

Популяции обладают всеми качествами самостоятельных биологических систем. У большинства видов они пространственно структурированы, что определяет эффективное использование ресурсов среды и обеспечивает бесперебойные внутрипопуляционные взаимоотношения, составляющие сущность функционирования попу­ляции как целого. Особи в популяции при всем сходстве (видовой морфофизиологический тип) неравноценны по участию в общепопуляционных функ­циях; возможности проявления свойственных виду форм жизнедеятельности у особей в составе популяции в известной мере ограничены системой внутрипопуляционных отношений. Особи в популяциях постоянно обмениваются ин­формацией, что представляет собой специфический механизм взаи­модействия живых организмов. Популяциям свойственны авторегуляторные механизмы, функционирующие на базе генетиче­ской, а у высших животных — и поведенческой разнокачественности составляющих их особей.

Отличительная особенность популяционных систем состоит в том, что все формы взаимодействия со средой и осуществления общепопу­ляционных функций опосредуются через физиологические реакции отдельных особей. Это возможно лишь при закономерных формах интеграции деятельности отдельных организмов: физиологические реакции осуществляются отдельными индивидами, однако направлен­ность их такова, что конечный эффект реализуется на уровне популя­ции как целого; при этом он может быть инадаптивным для отдельных особей

Итак, структурированность, интегрированность составных частей (целостность), авторегуляция и способность к адаптивным реакциям — основные черты, свойственные популяции как биологической системе надорганизменного уровня.

5.Пищевые цепи.

Пищевая цепь, трофическая или цепь питания — взаимоотношения между организмами, через которые в экосистеме происходит трансформация вещества и энергии. Так, например, трава служит пищей коровам, которые, в свою очередь, служат пищей человеку. Пищевая цепь представляет собой связную линейную структуру из звеньев, каждое из которых связано с соседними звеньями отношениями «пища — потребитель». В качестве звеньев цепи выступают группы организмов, например, конкретные биологические виды. Связь между двумя звеньями устанавливается, если одна группа организмов выступает в роли пищи для другой группы. Первое звено цепи не имеет предшественника, то есть организмы из этой группы в качестве пищи не использует другие организмы, являясь продуцентами. Чаще всего на этом месте находятся растения, грибы, водоросли. Организмы последнего звена в цепи не выступают в роли пищи для других организмов.

Каждый организм обладает некоторым запасом энергии, то есть можно говорить о том, что у каждого звена цепи есть своя потенциальная энергия. При переносе потенциальной энергии от звена к звену до 80-90 % теряется в виде теплоты. Данный факт ограничивает длину цепи питания, которая в природе обычно не превышает 4-5 звеньев. Чем длиннее трофическая цепь, тем меньше продукция её последнего звена по отношению к продукции начального.