Презентация "Экология - курс лекций" по биологии – проект, доклад

Экология

Презентация к курсу лекций Автор: Наталья Владимировна Иваненко, доцент кафедры экологии и природопользования ВГУЭС, канд. биол. наук

Экология как наука: определение, историческое становление, объект, предмет, задачи, понятийная база

Становление взглядов

Экология зарождалась, как раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов со средой их обитания. Первые экологические исследования стоит отнести к сочинениям античного философа Аристотеля. Аристотель описал более 500 видов животных, указав, в том числе, и на характер их мест обитания, что относится к сфере экологии.

Тит Лукpеций Каp (1 век д.н.э.)

Пеpвый посева пpимеp и обpазчик пpививки pастений Был непосpедственно дан пpиpодою, все создающей: Ягоды, желуди, вниз упадашие наземь с деpевьев, Густо pоясь у коpней, своевpеменно все выpастали. Это и подало мысль пpививать к деpевьям отpостки И на полях насаждать молодые отводки pастений. Всячески стали затем обpабатывать милое поле И замечали тогда, что на нем, от ухода за почвой, Диких pастений плоды получались нежнее и слаще, День ото дня заставляли леса отходить на высоты И по долинам места уступать возделанным пашням…

Период, начиная с эпохи Возрождения вплоть до начала XVIII века является, в основном, этапом накопления флористических и фаунистических сведений

Во II половине XVIII в Жорж Бюффон поставил проблему влияния внешних факторов на строение животных Жан Батист Ламарк – автор первого эволюционного учения, выделял «внешние» обстоятельства в качестве одной из наиболее важных причин эволюции животных и растений Согласно современным представлениям, экология неразрывно связана с эволюцией: приспособление организмов представляет собой непрерывный процесс в условиях меняющихся условий окружающей среды

БЮФФОН, ЖОРЖ ЛУИ ЛЕКЛЕРК (Buffon, Georges-Louis Leclerc) (1707–1788), французский естествоиспытатель, популяризатор науки. С 1739 директор Ботанического сада в Париже. Основной труд - "Естественная история" (36 тт., 1749-88), в котором Бюффон описал множество животных и выдвинул положение о единстве растительного и животного мира. В противоположность К. Линнею, отстаивавшему в своей классификации мысль о постоянстве видов, Бюффон высказывал прогрессивные идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т.д.).

ЛАМАРК (Lamarck) Жан Батист (1744-1829), французский естествоиспытатель, предшественник Ч. Дарвина. Создал учение об эволюции живой природы (ламаркизм). Основоположник зоопсихологии. Ввел (1802) термин «биология» (одновременно с немецким ученым Г. Р. Тревиранусом, G. R. Treviranus). Автор первой научной сводки по флоре Франции (т. 1-3, 1778).

Вскоре появилась революционная теория эволюции путем естественного отбора выдвинутая Чарльзом Дарвиным и Альфредом Расселом Уоллесом

А. Уоллес Ч. Дарвин

Генри Дэвид Торо в 1858 впервые употребляет термин экология как «природоведение» в своей книге «Жизнь в лесу» об идиллическом существовании человека в ненарушенных природных условиях

ТОРО (Thoreau) Генри Девид (1817-62), американский писатель, мыслитель. Представитель трансцендентализма. Прозрачная по стилю философская проза «Уолден, или Жизнь в лесу» (1854) романтическая робинзонада о жизни человека в мире природы как возможности спасения личности от современной цивилизации. Памфлет «Гражданское неповиновение» (1849), включающий идею ненасильственного индивидуального сопротивления общественному злу. «Дневник. 1837-1861» (1906)

Эрнст Геккель в 1866 г. ввел в науку термин экология

ГЕККЕЛЬ (Haeckel) Эрнст (1834-1919) немецкий биолог-эволюционист, представитель естественнонаучного материализма, сторонник и пропагандист учения Ч. Дарвина. Автор известных книг «Общая морфология организмов» (т. 1-2, 1866), «Мировые загадки» (1899) и др. Предложил первое «родословное древо» животного мира, теорию происхождения многоклеточных; сформулировал биогенетический закон

«Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношении организмов к окружающей среде, куда мы относим все «условия существования» в широком смысле этого слова. Они частично органической, частично неорганической природы… К неорганическим условиям существования, к которым должны приспосабливаться все организмы, относятся в первую очередь физические и химические особенности его местообитания, климат (свет, тепло, влажность и электрические свойства атмосферы), неорганическая пища, состав воды, почвы и т. д. Под органическими условиями существования мы подразумеваем отношение организма к другим организмам, с которыми он вступает в контакт и среди которых большинство способствует его пользе или вредит…» Э. Геккель

Карл Францевич Рулье – один из основоположников отечественной экологии животных, создатель и руководитель единственной в то время в мире школой биологов-эволюционистов Николай Алексеевич Северцов – последователь Рулье, труды ученого являются детальным и глубоким экологическим исследованием животного мира отдельного региона России

Александр Федорович Миддендорф - выдающийся российский зоолог, впервые установил понятие границы леса, отметил основные закономерности в очертании полярной границы лесов, названные впоследствии «Законом Миддендорфа». На основании личных исследований подготовил капитальный четырехтомный труд «Путешествие на север и восток Сибири». Имя ученого присвоено Таймырскому заповеднику

Современное определение экологии:

Экология - наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей их неорганической средой; о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем

Объект экологии (сложный)

Организм (биота) и среда

ПРЕДМЕТ ЭКОЛОГИИ

ИЗУЧЕНИЕ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ ОРГАНИЗМОМ (БИОТОЙ) И СРЕДОЙ ОБИТАНИЯ

Классификация биологических наук

экология является одной из общебиологических дисциплин, входит в состав всех частных и является основой комплексных биологических наук

Современная экология, представляет собой значительный цикл знаний, вобравшей в себя разделы биологии, географии, геологии, химии, физики, социологии, психологии, культурологии, экономики, педагогики и технических наук. Отсюда вытекает многообpазие объектов, методов и сpедств экологических исследований, многие из котоpых оказываются заимствованы из смежных областей знаний.

К экологии иногда неверно относят ряд дисциплин. Так, природопользование и охрана природы не являются разделами экологии.

Другое дело, что в последнее время стало ясно, что нельзя организовывать природопользование и охрану природу, не применяя экологических методов и не используя экологическое знание.

Только знание о взаимосвязи природных объектов, об устойчивости природных систем может определить возможные механизмы взаимодействия с ними. Этим и объясняется справедливый всеобщий интерес к экологии как науке о взаимосвязях живых организмов и окружающей их среды.

Основные законы экологии Закон необратимости эволюции Л. Долло Закон незаменимости биосферы Закон биогенной миграции атомов (В.И.Вернадский) Закон физико-химического единства живого вещества Принцип Реди

Закон единства "организм-среда" Закон однонаправленности потока энергии Закон (правило) 10% Закон толерантности Шелфорда В. Закон оптимума Закон ограничивающего фактора Закон Гаузе Законы Б.Коммонера

Уровни организации живой материи и сфера действия экологии

Содержание современной экологии можно определить исходя из концепции уровней организации живой материи, которые составляют своеобразный «биологический спектр»

Основные уровни организации жизни:

Молекула Ген Клетка Орган Организм Популяция Сообщество

Живые системы характеризуются разными уровнями организации и образуют иерархии

Иерархия – расположение ступенчатым рядом

На каждой ступени или уровне в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы

Система – упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое

В системе выделяют:

Биотические компоненты: Абиотические компоненты Обмен веществом и энергией между живым организмом и абиотической компонентой Среды осуществляется в рамках биологической системы: Молекулярная-Генетическая-Клеточная-Система органов- Система организмов-Популяционная система-Экосистема

Каждый уровень в спектре биосистемы интегрирован, т. е. взаимосвязан с другими уровнями

Экология изучает главным образом системы выше уровня организма

Индивидуум, или особь являются мельчайшей единицей исследования в экологии

Принцип эмерджентности

По мере объединения компонентов в более крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне – это качественно новые, эмерджентные свойства

Пример эмерджентых свойств: система кораллового рифа

Основные разделы экологии: аутэкология, популяционная экология, синэкология

аутэкология - изучает взаимоотношения отдельной особи (представителей вида) с окружающей ее (их) средой;

определяет пределы устойчивости и предпочтения вида по отношению к различным экологическим факторам

В этом подразделении экологии изучаются проблемы, относящиеся к области демографии, к внутривидовым отношениям, условия формирования популяций

Популяционная экология – учение о популяции, т. е. совокупности особей одного вида, населяющих определенную территорию и в большей или меньшей степени изолированную от соседних таких же совокупностей.

Синэкология, или экология сообществ, исследует биотические сообщества и их взаимоотношения со средой: формирование сообществ, их энергетику, структуру, развитие и т.д.

Биотическое сообщество – ассоциация популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов

Рекомендуемая литература: Основная Христофорова Н.К. Основы экологии. Владивосток: Дальнаука, 1999. Одум Ю. Экология. В 2-ух томах. М.: Мир, 1986. Т.1, Т.2. Дажо Р. Основы экологии. М.: Прогресс, 1975. Федоров В.Д., Гильманов Т.Г. Экология. М.: МГУ. 1980. Дополнительная Будыко М.И. Глобальная экология. М.: Мысль, 1977. Вернадский В.И. Биосфера. М., 1965. Вронский В.А. Прикладная экология: учебное пособие. Ростов-на-Дону: Изд-во «Феникс», 1996. Герасимов И.П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира. М.: Наука, 1985. Гиляров. Популяционная экология. М.: Изд-во МГУ, 1990. Дарвинизм: история и современность. Ред.: Колчинский Э.И., Полянский Ю.И. Л.: Наука, 1988. Иорданский Н.Н. Основы теории эволюции. М.: Просвещение, 1979.

Рекомендуемая литература: Дополнительная Петров К.М. Общая экология: взаимодействие общества и природы. СПб.: Химия.1998. Радкевич В.А. Экология. Минск: Вышэйш. Школа. 1998. Уиттекер Р. Сообщества и экосистемы. М.: Прогресс, 1980. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. М.: Просвещение. 1988. Шредингер Э. Что такое Жизнь?: Атомиздат, 1972

Рекомендуемая литература:

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20 Авторский знак: П 27 Передельский, Леонид Васильевич. Экология: учебник для студ. вузов. / Л. В. Передельский, В. И. Коробкин, О. Е. Приходченко. - М. : Велби : Проспект, 2007. - 512 с. : ил. - Библиогр. : с. 499-501. Абонемент, чз 2 ББК 20 Пушкарь В.С., Майоров И.С. Экология. Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003. Абонемент, чз 2 ББК 20 Пушкарь В.С., Черепанова М.В. Экология: природные катастрофы и их экологические последствия. Владивосток: Изд-во ВГУЭС, 2003. Абонемент, чз 2

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20 Авторский знак: К 68 Коробкин, Владимир Иванович. Экология в вопросах и ответах: учебное пособие для студ. вузов. / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. - 3-е изд., доп. и перераб. - Ростов н/Д : Феникс, 2005, 2006. - 384 с. - (Высш. образование). Абонемент, чз 2 ББК 20 Авторский знак: А 655 Андреева, Татьяна Алексеевна. Экология в вопросах и ответах: учебное пособие для студ. вузов. / Т. А. Андреева. - М. : Велби : Проспект, 2007. - 184 с. : ил., табл. Чз 2

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20 Авторский знак: А 391 Акимова, Татьяна Акимовна. Экология. Человек - экономика - биота - среда [Текст] : учебник для студ. вузов. / Т. А. Акимова, В. В. Хаскин. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002, 2006. - 495 с. : ил. - (Золотой фонд рос. учебников). Абонемент, чз 2 ББК 20.1 Авторский знак: Г 175 Гальперин, Михаил Владимирович. Общая экология: учебник для студ. сред. проф. образования. / М. В. Гальперин. - М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2006. - 336 с. : ил. - (Проф. образование). Абонемент, чз 2

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20 Авторский знак: С 794 Степановских, Анатолий Сергеевич. Общая экология: учебник для студ. вузов по экол. спец.. / А. С. Степановских. - 2-е изд., доп. и перераб. - М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003, 2005. - 687 с. : ил. Абонемент, чз 2 ББК 20 Авторский знак: Ч-493 Чернова, Нина Михайловна. Общая экология [Текст] : учебник для пед. вузов. / Н. М. Чернова, А. М. Былова. - М. : Дрофа, 2004. - 416 с. : ил. - (Высш. образование). Чз 2

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20.1 Авторский знак: Г 687 Горелов, Анатолий Алексеевич. Экология: Учебное пособие. / А.А.Горелов. - М. : Центр, 2002. - 238с. Абонемент, чз 2 ББК 20 Авторский знак: Г 703 Горохов В.Л. Экология [Текст] : экологическое законодательство РФ : учебное пособие для вузов. / В. Л. Горохов, Л. М. Кузнецов, А. Ю. Шмыков. - СПб. : Герда, 2005. - 688 с. Чз 2

Основная (в библиотеке ВГУЭС) ББК 20 Авторский знак: Э 40 Экология: учебная программа курса для студ. вузов. / [Сост. Н. П. Бабушкина] ; Владивосток. гос. ун-т экономики и сервиса.. - Владивосток : Изд-во ВГУЭС, 2006. - 23 с.

Примерные темы рефератов

Структура современной экологии и ее основные проблемы. Антропогенные факторы и их влияние на экосистемы. Биосфера: определение, структура, функционирование Концепция трофической структуры экосистем. Биоценоз и сообщество. Ноосфера: определение, структура, функционирование. Концепция энергетических субсидий. Понятие об устойчивости экосистем. Концепция экотопа. Энергетическая характеристика среды. Экологические кризисы и их причинах. Концепция экосистемы. Структура и функционирование. Понятие об энтропии в экосистемах. Методы изучения экосистем. Принципы регуляции жизненных функций и биологическая ритмика. Понятие об устойчивости экосистем. Трофические уровни и пищевые цепи. Кривые роста численности популяций.

Концепция популяции и ее структуры. Первичная и вторичная продукции. Сукцессии экосистем. Понятие о биомассе и продуктивности. Биотические взаимодействия в популяции (внутривидовые) и сообществе (межвидовые). Динамика популяций. Основные показатели динамического развития. Глобальная модель круговорот азота в биосфере. Понятие о биогеохимических циклах и их структуре. Глобальная модель круговорот воды и углерода в биосфере. Понятие о биогеохимическом круговороте веществ. Понятие о конкуренции. Движение энергии в экосистемах. Структура биоценозов и биоразнообразие. Понятие о качестве энергии и энергетическая классификация экосистем.

Концепция биомов и их классификация. Человек и окружающая среда как система. Устойчивость функционирования экосистем. Антропогенный фактор в развитии экосистем. Сохранение биоразнообразия как важнейшая проблема взаимоотношения человека и природы. Роль международных организаций по проблемам окружающей среды. Источники энергии, влияющие на структуру и функционирование экосистем. Круговорот веществ и энергии в экосистемах. Биогеохимический круговорот в экосистемах. Проблема рационального природопользования. Роль личности в решении проблем окружающей среды.

Экологические факторы и их классификация. Единица и факторы эволюционного процесса. Основные проблемы современной экологии. Катастрофические природные явления и их влияние на развитие экосистем. Структура биосферы. Сближение социально-политических и экологических задач. Влияние экологии на развитие социально-политических наук. Проблема сохранения генофонда планеты. Могут ли быть в биосфере “вредные” виды? Экология и ее роль в сохранении здоровья человека. Будущее биосферы и человечества. Проблемы экзоэкологии.