Экосистемы. Многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы

Живые организмы взаимодействуют друг с другом и с неживой природой. Взаимодействие живых существ может быт внутривидовым и межвидовым. Наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и с окружающей средой – экология.

Взаимодействие приводит к образованию систем и уровней организации взаимодействия. Можно выделить следующие уровни.

1. Популяция – относительно изолированная группа особей одного вида. В силу изолированности эволюция в каждой из популяций происходит независимо от других популяций. Поэтому популяция – элементарная единица эволюции.

2. Сообщество или биоценоз – система тесно взаимодействующих организмов и их популяций.

3. Экосистема или биогеоценоз – совокупность биоценоза и окружающей среды (неживой природы).

4. Биосфера – совокупность всех экосистем Земли.

Между видами в биоценозе существуют различные связи. Приведем классификацию связей по В.Н. Беклемишеву.

1. Трофические связи – пищевые.

2. Топические связи – создание одним видом физико-химических условий для проживания других (обеспечение теплового режима, освещенности, влажности, химического состава, создание нор и так далее).

3. Форические связи – участие одного вида в распространении другого.

4. Фабрические связи – использование одним видом для строительства (создания жилища) продуктов жизнедеятельности другого вида или самих представителей другого вида.

Характерные типы взаимоотношений видов в биоценозе: «хищник – жертва», «паразит – хозяин».

Выделяют следующие формы взаимоотношений между видами.

1. Комменсализм – один вид предоставляет пищу и кров другому. Иными словами – одностороннее использование одного вида другим без причинения вреда.

2. Мутуализм – взаимовыгодные отношения видов, вплоть до жизненно необходимых – то есть симбиоза.

3. Нейтрализм – сожительство видов, не влекущее для них ни отрицательных, ни положительных последствий.

4. Аменсализм – для одного вида последствия совместного обитания отрицательны, для другого – безразличны.

5. Конкуренция – совместное обитание невыгодно для обоих взаимодействующих видов. Конкуренция возникает между видами со сходными экологическими запросами. Вместе с тем, конкуренция – движущий фактор эволюции.

Закон конкурентного исключения гласит, что в результате конкурентных взаимоотношений один вид раньше или позже, но полностью вытесняет другой конкурирующий вид.

В результате каждый вид в экосистеме занимает определенную экологическую нишу, то есть определенное положение в системе взаимосвязей с другими видами и внешней средой. Отметим, что понятие «экологическая ниша» не равнозначно понятию «местообитание». Например, два вида хищных птиц могут жить рядом, но иметь разные экологические ниши: одни будут охотиться по ночам на ночных животных, другие – днем на дневных животных. Экологическая ниша подразумевает не только определенное местообитание, но также и определенный образ жизни: добычу пищи, жилище, размножение, - отличающийся от образа жизни других видов.

В биосфере и отчасти в локальных экосистемах осуществляется круговорот невосполнимых веществ (воды, углерода, кислорода, азота и так далее) и максимально полная утилизация поступающей извне солнечной энергии или других видов энергии (например, тепловой энергии вулканов или источников горячей воды).

Экосистемы способны к саморазвитию – сукцессии. Как правило, сукцессия ведет к увеличению видового разнообразия, усложнению связей внутри системы, максимально полному использованию всех абиотических факторов и продуктов жизнедеятельности самой экосистемы. Развитым, зрелым экосистемам и биосфере в целом свойственно стремление к стабильности и устойчивости (гомеостазу). Гомеостаз поддерживается сложной системой саморегуляции численности отдельных видов и потоков энергии и веществ. Например, невозможна ситуация, когда хищники в экосистеме полностью уничтожат всех своих жертв. В действительности при постоянстве внешних условий и численность хищников, и численность жертв будет оставаться примерно постоянной или совершать колебания около некоторого среднего уровня. Важнейшим условием самоорганизации и устойчивости экосистем является их видовое разнообразие. В экосистемах сложных, богатых видами изменение внешних условий может быть ослаблено и уменьшено. В бедных видами экосистемах (высокогорных, полярных, искусственных агроценозах) изменение внешних условий может привести к гибели всей экосистемы.

Существующие на Земле виды нельзя разделить на «полезные» и «вредные», подлежащие уничтожению. Такое разделение противоречит сложившимся веками принципам биоэтики, приобретшим сейчас особую значимость в связи с обострением экологических проблем и становлением экологического мировоззрения. Это неверно и с прагматической точки зрения. Все виды полезны по-своему, так как являются необходимыми элементами в существующей на Земле биосфере. Кроме того, каждый вид является носителем бесценной, уникальной генетической информации, выработанной за миллионы лет эволюции.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

- Учебная литература по дисциплине «Концепции современного естествознания»

1 Акимов, О.Е. Естествознание: Курс лекций / О.Е. Акимов. - М.: ЮНИТА-ДАНА, 2001. - 639 с.

2. Бабушкин, А.Н. Современные концепции естествознания: Курс лекций: учебник для вузов / А.Н.Бабушкин. - СПб.: Омега-Л, 2004. – 224 с.

3 Воронов, В.К. Основы современного естествознания: учеб. пособие для гуманитар. специальностей вузов / В.К. Воронов, М.В. Гречнева, Р.З. Сагдеев. – М.: Высшая школа, 1999. – 247 с.

4 Горелов, А.А. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / А.А. Горелов. – М.: Юрайт-Издат, 2010. – 336 с.

5 Горохов, В.Г. Концепции современного естествознания и техники: учеб. пособие / В.Г. Горохов. – М.: ИНФРА-М, 2000. – 608 с.

6 Гусейханов, М.К. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / М.К. Гусейханов, О.Р. Раджабов. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Кº», 2007. – 540 с.

7 Дубнищева, Т.Я. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. вузов / Т.Я. Дубнищева. - М.: Издательский центр «Академия», 2006. - 608 с.

8 Карпенков, С.Х. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / С.Х. Карпенков. – М.: Акад. Проект, 2003. – 639 с.

9 Концепции современного естествознания: Хрестоматия по новому курсу для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям / Под ред. А.А. Горелова. – М.: АСТ, Астрель, 2004. – 368 с.

10 Концепции современного естествознания: учебник для вузов / Под ред. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 317 с.

11 Лихин А.Ф. Концепции современного естествознания: учеб. / А.Ф. Лихин. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2006. - 264 с.

12 Лихин А. Ф. Концепции современного естествознания: электронный учеб. / А. Ф. Лихин. - М.: КноРус, 2010 - CD.

13 Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания: учебник для вузов по гуманитар. специальностям и направлениям подготовки / В.М. Найдыш. – М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2004. – 622 с.

14 Попков, В.И. Концепции современного естествознания: Логика и методология естественных наук: учеб. пособие / В.И. Попков. – Брянск: Изд-во БГТУ, 2005. – 104 с.

15 Рузавин, Г.И. Концепции современного естествознания: учебник для вузов / Г.И. Рузавин. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2007. - 287 с.

16 Садохин, А.П. Концепции современного естествознания: учебник для студентов вузов, обучающихся по гуманитарным специальностям и специальностям экономики и управления / А.П. Садохин. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2006. - 447 с.

- Учебная литература по смежным дисциплинам

1 Детлаф, А.А. Курс физики: учеб. пособие для втузов / А.А. Детлаф, Б.М. Яворский. – М.: Высшая школа, 2002. – 718 с.

2 Савельев И.В. Курс общей физики (комплект из 4-х книг): учебник для вузов / И.В. Савельев. – М.: КноРус, 2009. – 528 с.

3 Трофимова, Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т.И. Трофимова. – М.: Академия, 2008. – 569 с.

4 Бескин, В.С. Гравитация и астрофизика: учеб. пособие / В.С. Бескин. – М.: Физматлит, 2009. – 160 с.

5 Кононович, Э.В. Общий курс астрономии: учебник для вузов / Э.В. Кононович, В.И. Мороз. – М.: Эдиториал УРСС, 2004. – 544 с.

6 Петров, К.М. Биогеография: учебник для вузов / К.М. Петров. – М.: Академический проект, 2006. – 400 с.

7 Короновский, Н.В. Общая геология: учебник для вузов / Н. В. Короновский. - М.: Книжный Дом «Университет», 2010. 552 с.

8 Глинка, Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка; под ред. А.И. Ермакова – – М.: Интеграл-Пресс, 2004. – 727 с.

9 Коровин, Н.В. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.В. Коровин – М.: Высшая школа, 2007. - 557 с.

10 Кулеш, И.А. Курс лекций по химии: для вузов по специальности «Экономика и управление на предприятиях» (по отраслям) / И.А. Кулеш. - Брянск: БГИТА, 2004. – 118 с.

11 Слесарев, В.И. Химия. Основы химии живого: учебник для вузов / В.И. Слесарев. - Химиздат, 2009. - 784 с.

12 Биология с основами экологии: учеб. пособие для вузов / А.С. Лукаткин и др; под ред. А.С. Лукаткина. - М.: Академия, 2008. - 397 с.

13 Вилли, К. Биология (биологические процессы и законы) / К. Вилли, В. Детье. – Москва: Мир, 1974. – 822 с.

14 Лысов, П.К. Биология с основами экологии: учебник для естественнонаучн., техн. и гуманит. направлений и специальностей вузов / П.К. Лысов, А.П. Акифьев, Н.А. Добротина. – М.: Высшая школа, 2007. – 655 с.

15 Пехов, А.П. Биология с основами экологии: учеб. для вузов. / А.П. Пехов. – СПб.: Лань, 2004. – 687 с.

16 Тупикин, Е.И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности: учеб. пособие / Е.И. Тупикин. - М.: Академия, 2009. – 380 с.

17 Яблоков, А.В. Эволюционное учение: учебник для вузов / А.В. Яблоков, А.Г. Юсуфов. - М.: Высшая школа, 2006. - 310 с.

18 Агаджанян, Н.А. Физиология человека: учебник / Н. А. Агаджанян, Л. З. Тель, В. И. Циркин, С. А. Чеснокова. – М.: Медицинская книга, Изд-во Нижегородской гос. мед. академии, 2009. - 526 с.

19 Столяренко, Л.Д. Психология: учебник для вузов / Л.Д. Столяренко. – СПб.: Лидер, 2006. - 592 с.

- Вспомогательная научная и научно-популярная литература

1 Азимов, А. Краткая история химии. От магического кристалла до атомного ядра / Азимов А. - М.: Центрполиграф, 2003. - 288 с.

2 Азимов, А. Краткая история биологии. От алхимии до генетики / А. Азимов. – М.: Центрполиграф, 2004. – 223 с.

3 Баблоянц А., Молекулы, динамика и жизнь. Введение в самоорганизацию материи / А. Баблоянц. - М.: Мир, 1990. - 376 с.

4 Батуев А.С. Человек. Анатомия. Физиология. Психология. Энциклопедический иллюстрированный словарь. / А.С. Батуев. – СПб.: Питер, 2011. – 672.

5 Бернал, Д. Наука в истории общества / Д. Бернал. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1956. -735 с.

6 Биология. Большой энциклопедический словарь / Гл. редактор М.С. Гиляров. - М.: «Большая Российская энциклопедия», 1999. - 864 с.

7 Бор, Н. Атомная физика и человеческое познание / Н. Бор. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1961. -151 с.

8 Борн, М. Моя жизнь и взгляды / М. Борн. – М.: Прогресс, 1973. – 176 с.

9 Борн, М. Физика в жизни моего поколения / М. Борн. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. – 536 с.

10 Бройль, Луи де. По тропам науки / Л. де Бройль. – М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. – 408 с.

11 Бройль, Луи де. Революция в физике. Новая физика и кванты / Л. де Бройль. – М.: Атомиздат, 1965. – 232 с.

12 Бриллюэн, Л. Новый взгляд на теорию относительности / Л. Бриллюэн. - М.: Мир, 1972. – 142 с.

13 Бриллюэн, Л. Научная неопределенность и информация / Л. Бриллюэн. - М.: Эдиториал УРСС, 2010. -272 с.

14 Вайнберг, С. Мечты об окончательной теории / С. Вайнберг. – М.: Эдиториал УРСС, 2004. – 256 с.

15 Вайнберг С. Первые три минуты / С. Вайнберг. – М.: Эксмо, 2011. - 208 с.

16 Вернадский, В.И. Биосфера и ноосфера / В.И. Вернадский. – М.: Айрис-пресс, 2004. – 576 с.

17 Вернадский, В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения / В.И. Вернадский. - М.: Наука, 2001. – 371 с.

18 Вигнер, Э. Инвариантность и законы сохранения. Этюды о симметрии / Э. Вигнер. – М.: Эдиториал УРСС, 2002. – 320 с.

19 Винер, Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине / Н. Винер. - М.: Наука; Главная редакция изданий для зарубежных стран, 1983. - 344 с.

20 Винер, Н. Я – математик / Н. Винер. - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 336 с.

21 Волков, В.А. Выдающиеся химики мира. Биографический справочник / В.А. Волков, Е.В. Вонский, Г.И. Кузнецова. – М.: Высшая школа, 1991. – 656 с.

22 Гейзенберг, В. Физика и философия. Часть и целое / В. Гейзенберг. - М.: Наука, 1989. - 401 с.

23 Гейзенберг, В. Философские проблемы атомной физики / В. Гейзенберг. – М.: Эдиториал УРСС, 2008. - 192 с.

24 Гейзенберг, В. Шаги за горизонт / В. Гейзенберг. – М.: Прогресс, 1987. – 368 с.

25 Гинзбург, В.Л. О физике и астрофизике / В.Л. Гинзбург. – М.: Наука, 1992. – 529 с.

26 Гинзбург, В.Л. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными (тридцать лет спустя, причем уже на пороге XXI века)? / В.Л. Гинзбург // Успехи физических наук. - 1999. Т. 169. № 4. С. 419-441.

27 Гумилев, Л.Н. Этногенез и биосфера Земли / Л.Н. Гумилев. – М.: ООО «Издательство АСТ», 2003. – 548 с.

28 Гуттман, Б. Генетика / Б. Гуттман, Э. Гриффитс, Д. Сузуки, Т. Куллис. – М.: Гранд-Фаир, 2004. - 448 с.

29 Джуа, М. - История химии / М. Джуа. - М.: Мир, 1975. – 476 с.

30 Дирак, П.А.М. Воспоминания о необычной эпохе / П.А.М. Дирак. – М.: Наука, 1990. – 208 с.

31 Капица, П.Л. Теория. Эксперимент. Практика: Статьи, выступления / П.Л. Капица. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1981. – 496 с.

32 Карпинская, Р.С. Социобиология: Критический анализ / Р.С. Карпинская, С.А. Никольский. -М.: Мысль, 1988. - 206 с.

33 Кларк, Д. Молекулярная биология: простой и занимательный подход / Д. Кларк, Л. Рассел. – М.: Компания «КОНД», 2004. – 466 с.

34 Крик, Ф. Жизнь как она есть: ее зарождение и сущность / Ф. Крик. - Москва: Институт компьютерных исследований, 2002. - 160 с.

35 Кун, Т. Структура научных революций / Т. Кун. – М.: АСТ, 2009г. – 317 с.

36 Лоскутов, А.Ю. Введение в синергетику / А.Ю. Лоскутов, А.С. Михайлов. - М.: Наука, 1990. - 272 с.

37 Лоренц, К. Агрессия / К. Лоренц. – М.: Римис, 2009. – 352 с.

38 Лоренц, К. Человек находит друга / К. Лоренц. – М.: Римис, 2010. – 240 с.

39 Льоцци, М. История физики / М. Льоцци. – М.: Мир, 1970. - 464 с.

40 Моисеев, Н.Н. Расставание с простотой / Н.Н. Моисеев. – М.: Аграф, 1998. – 480 с.

41 Моисеев, Н.Н. Современный антропогенез и цивилизационные разломы / Н.Н. Моисеев // Вопросы философии. – 1995. № 1. С. 3-30.

42 Моррис, Г. Сотворение мира: научный подход / Г. Моррис. – М.: Институт креационных исследований, 1990. – 90 с.

43 Назаретян, А.П. Интеллект во Вселенной: истоки, становление, перспективы: Очерки междисциплинарной теории прогресса / А. П. Назаретян. - М.: Недра, 1991. – 222 с.

44 Планк, М. Единство физической картины мира / М. Планк. – М.: Наука, 1966. – 288 с.

45 Покровский В.И. Новая популярная медицинская энциклопедия / В.И. Покровский. – М. Энциклопедия, 2008. – 768 с.

46 Поппер К. Логика научного исследования / К. Поппер. - М.: Республика, 2004. - 447 с.

47 Популярная медицинская энциклопедия: электронное издание / М. Н. Ланцман, В. И. Бородулин, А. В. Бруенок и др. - М.: ИД «Равновесие», ИД «Прогресс», 2006 – CD.

48 Пригожин, И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой / И. Пригожин, И. Стенгерс. - М.: Эдиториал УРСС, 2008. – 296 с.

49 Пригожин, И. Время. Хаос. Квант. К решению парадокса времени / И. Пригожин, И. Стенгерс. – М.: Книжный дом «Либроком», 2009. – 232 с.

50 Пригожин, И. Конец определенности. Время, хаос и новые законы природы / И. Пригожин. – М.: Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001 г. - 208 с.

51 Пригожин, И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках / И. Пригожин. – М.: Эдиториал УРСС, 2006. - 296 с.

52 Пуанкаре, А. О науке / А. Пуанкаре. - М.: Наука, 1990. - 736 с.

53 Роуз С. Устройство памяти. От молекул к сознанию / С. Роуз. - М.: Мир, 1995. - 384 с.

55 Сноу, Ч.П. Две культуры / Ч.П. Сноу // Портреты и размышления. – М.: Прогресс, 1985. – с. 195-226.

56 Тейяр де Шарден, П. Феномен человека: Авторский сборник / П. Тейяр де Шарден. – М.: АСТ, 2002. – 554 с.

57 Тинберген, Н. Поведение животных / Н. Тирберген. - М.: Мир, 1978. – 200 с.

58 Уилбер, К. Краткая история всего / К. Уилбер. – М.: АСТ, 2009. – 480 с.

59 Фейнберг, Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке / Е.Л. Фейнберг. – М.: Век 2, 2004. – 288 с.

60 Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М.Прохоров. - М.: «Большая Российская энциклопедия», 1995. - 928 с.

62 Фокс, С. Молекулярная эволюция и возникновение жизни / С. Фокс, К. Дозе. - М.: Мир, 1975. – 374 с.

63 Фрейд, З. Введение в психоанализ / З. Фрейд. – СПб.: Азбука, 2009. – 416 с.

64 Фрейд, З. Психология бессознательного / З. Фрейд. - СПб.: Питер, 2010. - 400 с.

65 Фромм, Э. Душа человека / Э. Фромм. – М.: АСТ, 2010. - 251 с.

66 Фромм, Э. «Иметь» или «быть» / Э. Фромм. – М.: АСТ, 2007. – 314 с.

67 Хакен, Г. Синергетика / Г. Хакен. - М.: Мир, 1980. – 406 с.

68 Хакен, Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам / Г. Хакен. – М.: Эдиториал УРСС, 2005. – 248 с.

69 Хакен, Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии / Г. Хакен. – М.: Институт компьютерных исследований, 2003. – 320 с.

70 Химия. Большом энциклопедический словарь / Гл. ред И.Л. Кнунянц. - М.: «Большая Российская энциклопедия», 1999. - 792 с.

71 Хокинг, С. Кратчайшая история времени / С. Хокинг, Л. Млодинов. – СПб.: Амфора. ТИД Амфора, 2007. – 180 с.

72 Хорган, Д. Конец науки. Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки / Д. Хорган. – СПб.: Амфора, 2001. – 479 с.

73 Храмов Ю.А. Физики: Биографический справочник / Ю.А. Храмов. – М.: Наука, 1983. – 400 с.

74 Храмов Ю.А. История физики / Ю.А. Храмов. – Киев: Феникс, 2006. - 1176 с.

75 Шкловский, И.С. Вселенная, жизнь, разум / И.С. Шкловский. - М.: Наука, 1987. – 320 с.

76 Шредингер, Э. Что такое жизнь с точки зрения физики / Э. Шредингер. - М.: Римис, 2009. – 176 с.

77 Эбелинг, В. Физика процессов эволюции / В. Эбелинг, А. Энгель, Р. Файстель. – М.: Эдиториал УРСС, 2001. – 328 с.

78 Эйнштейн, А. Мир и физика: Авторский сборник / А. Эйнштейн, Н. Бор, М. Борн, В. Гейзенберг, Р. Тагор, З. Фрейд и др. – М.: Тайдекс Ко, 2003. - 296 с.

79 Эйнштейн, А. Эволюция физики: развитие идей от первоначальных понятий до теории относительности и квантов / А. Эйнштейн, Л. Инфельд. – М.: Терра, 2009. - 320 с.

80 Энгельс, Ф. Диалектика природы / Ф. Энгельс. – М.: Издательство политической литературы, 1982. - 360 с.

81 Эшби, У.Р. Введение в кибернетику / У.Р. Эшби. – М.: КомКнига, 2006. – 432 с.

82 Юнг, К.Г. Психология бессознательного / К.Г. Юнг. – М.: Канон, 1994. - 320 стр.

83 Юнг, К.Г. Психологические типы / К.Г. Юнг. – М.: Директмедиа Паблишинг, 2008. - 1212 с.

84 Юнг, К.Г. Аналитическая психология: Теория и практика / К.Г. Юнг. – СПб.: Азбука, 2007. - 240 с.