похожи друг на друга и на дикие виды, от которых произошли. Разница между естественными и искусственными популяциями состоит в том, что при естественном отборе происходит сохранение признаков, наиболее полезных для организма в условиях среды. Поэтому такие особи хорошо приспособлены для выживания, тогда как особи в искусственных популяциях не смогли бы выжить без помощи человека.
Признаки, которые выбирались у организмов человеком, не всегда были полезными для них самих, нередко снижали их конкурентоспособность по сравнению с организмами других искусственных групп или их дикими сородичами. Во многих случаях при искусственном отборе с определенной направленностью возрастала гомозиготность генотипов, при этом ряд отрицательных признаков сразу проявлялся в фенотипе особей. Для поддержания нормальной жизнедеятельности таких групп организмов человек должен прилагать постоянные усилия, тогда как их дикие родственные формы успешно функционируют в природе сами. Таким образом, индивидуальный и массовый отбор организмов позволил получить огромное разнообразие сортов растений и пород животных, отвечающих потребностям человеческого общества, но зависимых в природе от человека.
Действие естественного отбора обусловлено изменением условий окружающей среды. Тогда внутри вида начинается процесс расхождения признаков, или дивергенция. Из одного вида происходит образование нескольких новых форм. Те из них, что имеют наибольшие расхождения по признакам с исходными формами, не конкурируют с ними и поэтому имеют больше шансов выжить и оставить после себя потомство. Процесс образования внутривидовых группировок – подвидов – носит название микроэволюции.
Вопрос 2. Биомасса или живое вещество биосферы. Закономерности распространения биомассы в биосфере, тенденция ее изменения под влиянием деятельности человека
Совокупность всех живых организмов, населяющих Землю, составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Наибольшей концентрации в биосфере биомасса достигает у поверхности суши и океана, так как в этих местах природные условия, такие как температура и влажность воздуха, наличие кислорода и других химических элементов, являются в высшей степени пригодными для жизни.
В верхних слоях атмосферы с высокой концентрацией ультрафиолетовых лучей, в глубинах океана, куда не проникает дневной свет, и в недрах литосферы, где температура достигает более 100 °С, концентрация жизни сравнительно мала. Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы – бактерии. Накопление биомассы так же находится в прямой зависимости от наличия зеленой растительности, выделения кислорода и поглощения углекислого газа при фотосинтезе. В биосфере растительная масса намного превосходит животную. Биомасса составляет около 0,01 % массы всей биосферы, но ее значение на Земле огромно.
От полюсов по направлению к экватору количество как растительности, так и биомассы соответственно возрастает. Наибольшим же разнообразием видов (свыше 8000) отличаются влажные тропические леса. Вместе с растительностью к экватору возрастает число животных видов. Наивысшей плотности биомасса достигает при большом разнообразии строения организмов, т. е. при различной приспособленности видов к условиям совместного существования. Такая картина наблюдается в биогеоценозах, где виды связаны между собой цепями питания. Цепи питания образуют сложную сеть передачи химических элементов и энергии от одного звена к другому.
На биомассу суши большое влияние оказывает человек. Его действия направлены на увеличение земли для собственной жизнедеятельности за счет сокращения площадей, производящих биомассу. Часто хозяйственная и промышленная деятельность его приводит к массовой гибели почвенных организмов, играющих важную роль в биосфере.
Более 2/3 поверхности планеты занимает Мировой океан. Поверхность океана глубиной до 100 м занимают микроскопические одноклеточные водоросли, образующие микропланктон. Он является основной пищей животных, населяющих океан. Кроме этого дно океана заселено множеством организмов, которые носят название бентоса. В океане происходит около 1/3 всего фотосинтеза планеты. Однако количество биомассы в Мировом океане в 1000 раз меньше, чем на суше.
Деятельность человека, в частности добыча нефти в морях и ее транспортировка в танкерах, приводит к загрязнению вод Мирового океана. Это крайне губительно сказывается на жителях морских глубин. Для сохранения биомассы Мирового океана необходимо соблюдение мер по защите и охране вод от загрязнения. Несмотря на то, что человечество представляет собой сравнительно небольшую биомассу в биосфере, масштабы его деятельности столь велики, что часто наносят непоправимый ущерб природной среде. Используя природные ресурсы, человек в течение года перемещает более 4 трлн т вещества, создает множество химических соединений, часть которых не включается в круговорот веществ, а накапливается и загрязняют биосферу. Промышленные выбросы загрязняют окружающую среду и вызывают снижение уровня солнечной радиации.
Вопрос 3. Из предложенных гербарных материалов, коллекций, муляжей, чучел составить цепь питания, определить направление движения вещества и энергии в ней. Объяснить, почему в данной цепи начальное звено составляют растения
Рассмотрим пищевую цепь на примере биогеоценозов суши. На суше пищевые цепи обычно состоят из 3–5 звеньев, например: степные злаки > кузнечики > ящерицы > змеи > степной орел. В данной цепи начальное звено составляют зеленые растения, непосредственно преобразующие энергию солнечного света в энергию органических веществ, необходимых для жизнедеятельности всех остальных живых организмов, входящих в пищевую цепь.
Количество растительного вещества, служащего основой цепи питания, в несколько раз больше, чем общая масса растительноядных животных, а масса хищников меньше, чем масса растительноядных. Эта закономерность называется правилом экологической пирамиды.
При переходе на следующий трофический уровень поток энергии уменьшается в направлении от продуцентов (зеленых растений) к консументам (животным), так как большая часть энергии тратится организмами на обмен веществ с окружающей средой и рассеивается в виде тепла.
Билет № 28
Вопрос 1. Многообразие видов в природе, его причины. Влияние деятельности человека на многообразие видов. Биологический прогресс и регресс
Дарвин доказал, что образование новых видов в природе происходит под действием движущих сил эволюции. Если происходит изменение условий существования, внутри вида начинается процесс расхождения признаков, или дивергенция. Из одного вида происходит образование нескольких новых форм. В 30-х гг. XX в. ученые обратили свое внимание на популяцию, как форму существования вида. Многочисленные исследования привели к пониманию начальных этапов эволюционного процесса, или микроэволюции, приводящей к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов. Микроэволюция легко поддается изучению и наблюдению, так как ее развитие происходит в сравнительно небольшом промежутке времени.
Различают два способа видообразования: географический и экологический. Экологическое видообразование действует, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, однако условия обитания у них различны.
Географическое видообразование – это процесс расширения ареала исходного вида или его разделение на изолированные части физическими преградами, такими как горы, реки и т. д. В этом случае популяции встречаются с новыми почвенно-климатическими условиями, сообществами растений и животных. Постоянно действующий естественный отбор приводит к изменению генного состава популяции – к микроэволюции. Следовательно, эволюция популяции способна привести к постепенному образованию нового вида.
В процессе борьбы за существование и под действием естественного отбора способностью к выживанию обладают лишь особи с полезными, применительно к данной среде обитания, наследственными изменениями. На протяжении длительного времени различия между популяциями становятся более явственными, постепенно возникает биологическая изоляция – неспособность к скрещиванию особей разных популяций одного вида. На разных этапах микроэволюции экологическое и географическое видообразование могут действовать либо совместно, дополняя друг друга, либо попеременно. Поэтому трудно установить границы каждого из способов видообразования.
