Вопрос №19. Биологическая регуляция геохимической среды. Гипотеза Геи

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИМПЕРАТОРА ПЕТРА I»

Кафедра информационного обеспечения

И моделирования агроэкономических систем

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по предмету: «Экология».

Вариант № 42.

Выполнил: студент БГП-1С

Столповский А.С.

Воронеж

2015

Оглавление

Вопрос №19. Биологическая регуляция геохимической среды. Гипотеза Геи. 2

Вопрос 47. Кривые роста популяции. 2

Вопрос №64. Терминальная стадия сукцессии: климатические, эдафические климаксы. Антропогенный сублимакс. 2

Вопрос №92. Виды мониторинга и их характеристика. 2

Вопрос № 101. Основные принципы организации и проведения Государственной экологической экспертизы. 2

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 2

Вопрос №19. Биологическая регуляция геохимической среды. Гипотеза Геи.

Отдельные организмы не только сами приспосабливаются к физической среде, но и своей совместной деятельностью в экосистемах приспосабливают геохимическую среду к своим биологическим потребностям. Таким образом, сообщества организмов, а также их среда обитания развиваются как единое целое. Тот факт, что химия атмосферы и сильно забуференная физическая среда Земли резко отличаются от условий на любой другой планете Солнечной системы, привел к созданию гипотезы Геи, согласно которой организмы, особенно микроорганизмы вместе с физической средой, образуют сложную систему регуляции, поддерживающую на Земле условия, благоприятные для жизни (Lovelock, 1979).

Объяснения

Всем известно, что абиотическая среда («физические факторы») контролирует деятельность организмов, однако не все понимают, что организмы в свою очередь влияют на абиотическую среду и контролируют ее самыми разнообразными способами. Организмы постоянно изменяют физическую и химическую природу инертных веществ, отдавая в среду новые соединения и источники энергии. Так, состав морской воды и донных илов моря в значительной мере определяется активностью морских организмов, Растения, живущие на песчаной дюне, образуют на ней почву, совершенно отличную от исходного субстрата. Яркий пример того, как организмы изменяют абиотическую среду, — коралловый атолл в южной части Тихого океана. Из простого сырья, предоставляемого морем, животные (кораллы) и растения строят целые острова. Организмы контролируют даже состав нашей атмосферы.

Это распространение биологического контроля на глобальный уровень стало основой гипотезы Геи (Гея — древнегреческая богиня Земли), созданной Джеймсом Лавлоком (James Lovelock). Физик, изобретатель и инженер Джеймс Лавлок и микробиолог Линн Маргулис (Lynn Margulis) изложили гипотезу Геи в ряде статей п в недавно выпущенной книге (Lovelock, 1979; Lovelock, Margulis, 1973; Margulis, Lovelock, 1974, 1975; Lovelock. Epton, 1975). Они пришли к выводу, что состав атмосферы Земли с ее уникально высоким содержанием кислорода и низким содержанием двуокиси углерода, а также умеренные температурные условия и условия кислотности на поверхности Земли нельзя объяснить, если не учитывать, что основную роль здесь сыграла буферная активность ранних форм жизни. Она продолжалась координированной активностью растений и микроорганизмов, сглаживающей колебания физических факторов, которые проявились бы в отсутствие хорошо организованных живых систем. Например, аммиак, выделяемый организмами, поддерживает в почвах и донных осадках рН, благоприятный для жизнедеятельности самых разнообразных организмов. Без этого продукта жизнедеятельности организмов значение рН в почве могло бы стать таким низким, что лишь очень немногие виды организмов оказались способными выжить в таких условиях.

Представление о том, что сначала в результате чисто случайного взаимодействия физических сил на Земле возникла атмосфера, благоприятная для поддержания жизни, а затем уже появилась и сама жизнь, приспосабливающаяся к этим условиям, неверно. Вероятнее всего, что именно организмы играли основную роль в развитии и регуляции геохимической среды, благоприятной для них. Лавлок и Маргулис рассматривают сложную сеть микроорганизмов «коричневого пояса» как тонкую регулирующую систему, функционирующую по принципу хемостата и несколько напоминающую систему кондиционирования, которая поддерживает пригодные для жизни условия в небоскребе. Эта регулирующая система («Гея») делает Землю сложной, но единой кибернетической системой (см. разд. 6 этой главы). Все это весьма гипотетично. К удовлетворению многих скептиков пока не найдена реальная сеть системы контроля, хотя большинство признают сильное биологическое влияние на (атмосферу. Лавлок согласен, что «поиски Геи» могут быть долгики и трудными, поскольку в интегрированном механизме регуляции такого масштаба должны участвовать сотни разных процессов.

Человек, несомненно, интенсивнее, чем другие организмы, пытается изменять физические условия среды для удовлетворения своих непосредственных нужд, не замечая при этом, что рубит сук, на котором сидит. Уничтожаются биотические компоненты, физиологически необходимые для нашего существования, нарушаются глобальные равновесия. Поскольку человек относится и к гетеротрофным и к фаготрофным организмам, процветающим на вершине сложных пищевых цепей, он зависит от природной среды, несмотря на все совершенство развитой им техники. Наши огромные города — всего лишь паразиты на биосфере, если рассматривать их, исходя из потребностей человека в ресурсах жиг — необеспечения, о которых мы уже говорили, т. е. потребности в воздухе, воде, горючем и пище. Чем крупнее и благоустроеннее становятся города, тем больше ресурсов им требуется от окружающей местности и тем больше опасность того, что они нанесут ущерб своему «хозяину» — природной среде.

Предложенная Лавлоком гипотеза Геи указывает на важность изучения и сохранения регулирующих механизмов, которые позволяют биосфере приспособиться по крайней мере к некоторому количеству не сосредоточенных в одной точке загрязнений, например загрязнений двуокисью углерода, «теплом», окислами азота и т. д. Соответственно, стремясь всеми средствами снизить уровень загрязнения, человек должен также сохранять целостность и крупномасштабность буферной системы жизнеобеспечения.