Биологическое разнообразие (биоразнообразие) — это понятие, обозначающие все многообразие жизни на Земле и все существующие природные системы. Биоразнообразие признано как одна из основ жизни человека. Роль биоразнообразия огромна — от стабилизации климата земли и восстановления плодородия почв до обеспечения человека продуктами и услугами, что позволяет нам поддерживать благосостояние общества, да и, собственно, позволяет существовать жизни на Земле.

Разнообразие живых организмов вокруг нас очень значительно, а уровень знаний о нем все еще не велик. Сегодня науке известно (описано и получили научные названия) около 1,75 миллиона видов, однако по оценкам на нашей планете может существовать не менее 14 миллионов видов.

Россия обладает существенным биоразнообразием, при этом уникальной чертой нашей страны остается наличие крупных малоосвоенных природных территорий, где большая часть экологических процессов сохраняет свой природный характер. Россия владеет 25% всех девственных лесов планеты. В России насчитывается 11500 видов дикорастущих растений, 320 видов млекопитающих, 732 вида птиц, 269 вида пресноводных рыб, а беспозвоночных около 130 000 видов. Много эндемиков, видов живущих только на территории нашей страны. Наши леса составляют 22% всех лесов мира.

Именно теме «Роль разнообразия в живой природе» и посвящен данный реферат

1.

Любому из нас очевидно, что все мы разные и что мир вокруг нас разнообразен. Однако, не каждому придет в голову задаться с виду простым вопросом – а почему это так? Зачем нам нужно разнообразие и какую роль оно играет в повседневной жизни?

А если всерьез задуматься, то получается, что:

Разнообразие — это прогресс , развитие, эволюция. Что-то новое можно получить только из разного – атомов, мыслей, идей, культур, генотипов, технологий. Если вокруг все одинаково, то откуда взяться новому? Представьте себе, что наша Вселенная состоит только из одинаковых атомов (например водорода) — разве мы с вами при этом могли появиться на свет?

Разнообразие – это устойчивость . Именно взаимные и согласованные действия разных по функциям составляющих дают всякой сложной системе возможность сопротивляться внешним воздействиям. Система из одинаковых элементов подобна гальке на пляже – она устойчива лишь до следующей набежавшей волны.

Разнообразие — это жизнь . И живем мы чредою поколений исключительно в силу того, что генотипы у нас всех разные. Вовсе не случайно испокон веков все религии мира накладывали строжайшее табу на браки с близкими родственниками. Этим сохранялось генетическое разнообразие популяции, без которого прямой путь к вырождению и исчезновению с лица земли.

Если теперь представить себе, что в мире исчезло разнообразие, то вместе с ним мы потеряем:

А) способность к развитию;

Б) устойчивость;

в) собственно жизнь.

Жутковатая картина, не правда ли?

То есть, задавшись с виду наивным вопросом, мы приходим к неожиданному для многих выводу: разнообразие – определяющий фактор существования всего живого на нашей планете .

Человечество, возомнившее себя «царями природы», легко, не задумываясь, стираем с лица земли «неугодные» нам виды. Уничтожаем целые виды растений и животных – полностью, безвозвратно, навсегда. Уничтожаем естественное разнообразие и при этом вкладываем огромные суммы в клонирование – искусственное создание одинаковых особей… И это называем биотехнологией, наукой будущего, с которой связываем все надежды на дальнейшее существование. Каковы перспективы подобного существования ясно из предыдущего абзаца – не поленитесь, перечитайте еще раз…

В свое время мы на себе ощутили и «единственно верное учение», и «общество всеобщего равенства», и ценой миллионов жизней походили «в едином строю»… В социально-экономической сфере жизнь научила нас ценить разнообразие, но нужно ли пройти через еще более тяжкие испытания, чтобы научиться ценить разнообразие биологическое?

По определению, данному Всемирным фондом дикой природы (1989), биологическое разнообразие – это «все многообразие форм жизни на земле, миллионов видов растений, животных, микроорганизмов с их наборами генов и сложных экосистем, образующих живую природу». Таким образом, биологическое разнообразие следует рассматривать на трех уровнях. Биологическое разнообразие на видовом уровне охватывает весь набор видов на Земле от бактерий и простейших до царства многоклеточных растений, животных и грибов. В более мелком масштабе биологическое разнообразие включает генетическое разнообразие видов, образованное как географически отдаленными популяциями, так и особями внутри одной и той же популяции. Биологическое разнообразие включает также разнообразие биологических сообществ, видов, экосистем, сформированных сообществами и взаимодействия между этими уровнями Для беспрерывного выживания видов и природных сообществ необходимы все уровни биологического разнообразия, все они важны и для человека. Разнообразие видов демонстрирует богатство эволюционных и экологических адаптаций видов к различным средам. Видовое разнообразие служит для человека источником разнообразных естественных ресурсов. Например, влажные тропические леса с их богатейшим набором видов производят замечательное разнообразие растительных и животных продуктов, которые могут использоваться в пищу, в строительстве и медицине. Генетическое разнообразие необходимо любому виду для сохранения репродуктивной жизнеспособности, устойчивости к заболеваниям, способности к адаптации в изменяющихся условиях. Генетическое разнообразие домашних животных и культивируемых растений особенно ценно для тех, кто работает над селекционными программами по поддержанию и улучшению современных сельскохозяйственных видов.

Разнообразие на уровне сообществ представляет собой коллективный отклик видов на различные условия окружающей среды. Биологические сообщества, характерные для пустынь, степей, лесов и затопляемых земель, поддерживают непрерывность нормального функционирования экосистемы, обеспечивая ее «обслуживание», например, с помощью регулирования паводков, защиты от почвенной эрозии, фильтрации воздуха и воды.

Видовое разнообразие

На каждом уровне биологического разнообразия – видовом, генетическом и разнообразии сообществ специалисты изучают механизмы, которые изменяют или сохраняют разнообразие. Видовое разнообразие включает весь набор видов, обитающих на Земле. Существует два основных определения понятия вида. Первое: вид представляет собой совокупность особей, которая по тем или иным морфологическим, физиологическим или биохимическим характеристикам отличается от других групп. Это морфологическое определение вида. Сейчас для различения видов, которые внешне практически идентичны (например, бактерии), все чаще используют различия в последовательности ДНК и другие молекулярные маркеры. Второе определение вида – это совокупность особей, между которыми происходит свободное скрещивание, но при этом отсутствует скрещивание с особями других групп (биологическое определение вида).

Невозможность четко отделить один вид от другого из-за сходства их характеристик или возникающая путаница в научных названиях часто снижают эффективность усилий по защите вида.

Сейчас биологами описаны только 10–30% видов в мире, и многие могут исчезнуть до того, как будут описаны.

Любая стратегия сохранения биологического разнообразия требует чекого понимания того, сколько всего существует видов и как эти виды распределены. На сегодня описано 1,5 млн видов. По меньшей мере вдвое большее число видов остается неописанным, главным образом это насекомые и другие тропические членистоногие.

Наши знания о количестве видов не точны, поскольку многие не броские животные еще не попали в поле зрения систематиков. Например, трудны для изучения мелкие пауки, нематоды, почвенные грибы и насекомые, живущие в кронах деревьев тропического леса встречаются различные течения, но границы этих областей, как правило, нестабильны во времени.

Эти малоизученные группы могут насчитывать сотни и тысячи, даже миллионы видов. Бактерии тоже изучены очень слабо. Из-за сложностей в их выращивании и идентификации, микробиологи научились определять только около 4000 видов бактерий. Однако проводимые в Норвегии исследования по анализу ДНК бактерий показывают, что в одном грамме почвы возможно присутствие более чем 4000 видов бактерий, и примерно столько же можно их обнаружить в морских донных отложениях. Такое высокое разнообразие, даже в малых пробах, подразумевает существование тысяч или даже миллионов неописанных еще видов бактерий. Современные исследования пытаются определить, каково соотношение числа широко распространенных видов бактерий по сравнению с региональными или узколокальными видами.

Генетическое разнообразие

Генетическое внутривидовое разнообразие часто обеспечивается репродуктивным поведением особей внутри популяции. Популяция – это группа особей одного вида, обменивающихся генетической информацией между собой и дающих плодовитое потомство. Вид может включать одну или более отдельных популяций. Популяция может состоять как из нескольких особей, так и из миллионов.

Особи внутри популяции обычно генетически отличаются друг от друга. Генетическое разнообразие связано с тем, что особи обладают незначительно отличающимися генами – участками хромосом, которые кодируют определенные белки. Варианты гена известны как его аллели. Различия возникают при мутациях – изменениях в ДНК, которая находится в хромосомах конкретной особи. Аллели гена могут по-разному влиять на развитие и физиологию особи. Селекционеры сортов растений и пород животных, отбирая определенные генные варианты, создают высокоурожайные, устойчивые к вредителям виды, например зерновых культур (пшеницы, кукурузы), домашнего скота и птицы.

Разнообразие сообществ и экосистем

Биологическое сообщество определяется как совокупность особей различных видов, обитающих на определенной территории и взаимодействующих между собой. Примеры сообществ – хвойные леса, высокотравные прерии, влажные тропические леса, коралловые рифы, пустыни. Биологическое сообщество в совокупности со средой своего обитания называется экосистемой. В наземных экосистемах вода испаряется биологическими объектами с поверхности Земли и с водных поверхностей, чтобы снова пролиться в виде дождя или снега и пополнить наземные и водные среды. Фотосинтезирующие организмы поглощают энергию света, которая используется растениями для их роста. Эта энергия поглощается поедающими фотосинтезирующие организмы животными или высвобождается в виде тепла как в процессе жизнедеятельности организмов, так и после их отмирания и разложения.

Физические свойства окружающей среды, особенно годовой режим температур и осадков, влияют на структуру и характеристики биологического сообщества и определяют становление либо леса, либо луга, либо пустыни или болота. Биологическое сообщество, в свою очередь, также может изменять физические характеристики среды. В наземных экосистемах, например, скорость ветра, влажность, температура и почвенные характеристики могут быть обусловлены влиянием обитающих там растений и животных. В водных экосистемах такие физические характеристики, как турбулентность и прозрачность воды, ее химические характеристики и глубина определяют качественный и количественный состав водных сообществ; а такие сообщества, как коралловые рифы, сами в значительной степени влияют на физические свойства окружающей среды. Внутри биологического сообщества каждый вид использует уникальный набор ресурсов, который составляет его нишу. Любой компонент ниши может стать лимитирующим фактором, когда он ограничивает размер популяции. Например, популяции видов летучих мышей с узко- специализированными требованиями к условиям среды, формирующие колонии только в известковых пещерах, могут быть ограничены числом пещер с подходящими условиями.

Состав сообществ во многом определяется конкуренцией и хищниками. Хищники зачастую значительно сокращают численность видов – своих жертв – и могут даже вытеснить некоторые из них из привычных мест обитания. Когда хищников истребляют, численность популяции их жертв может возрасти до критического уровня или даже перейти его. Тогда после исчерпания лимитирующего ресурса может начаться разрушение популяции.

Структура сообщества определяется также симбиотическими (в широком смысле этого слова) взаимоотношениями (в том числе мутуалистическими), при которых виды находятся во взаимовыгодных отношениях. Мутуалистические виды достигают большей плотности при совместном существовании. Обычные примеры такого мутуализма – растения с мясистыми плодами и питающиеся этими плодами птицы, которые разносят их семена; грибы и водоросли, которые вместе образуют лишайники; растения, которые дают кров муравьям, снабжающим их элементами питания; коралловые полипы и живущие в них водоросли.

Наиболее богаты видами тропические влажные леса, коралловые рифы, обширные тропические озера и глубоководные моря. Велико биологическое разнообразие и в сухих тропических областях с их листопадными лесами, кустарниковыми бушами, саваннами, прериями и пустынями. В умеренных широтах высокими показателями выделяются покрытые кустарником территории со средиземноморским типом климата. Они есть в Южной Африке, на юге Калифорнии и на юго-западе Австралии. Влажные тропические леса в первую очередь характеризуются исключительным разнообразием насекомых. На коралловых рифах и в глубоководных морях разнообразие обусловлено гораздо более широким набором систематических групп. Разнообразие в морях связано с их огромным возрастом, гигантскими площадями и стабильностью этой среды, а также со своеобразием типов донных отложений. Замечательное разнообразие рыб в крупных тропических озерах и появление на островах уникальных видов обусловлено эволюционной радиацией в изолированных продуктивных местообитаниях.

Видовое разнообразие почти всех групп организмов увеличивается по направлению к тропикам. Например, в Таиланде обитает 251 вид млекопитающих, а во Франции – только 93, несмотря на то, что площади обеих стран примерно одинаковы.

2. МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ

Биосфера — сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планет Можно сказать, что биосфера – это область активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу.

Огромное видовое разнообразие. живых организмов обеспечивает постоянный режим биотического круговорота. Каждый из организмов вступает в специфические взаимоотношения со средой и играет свою роль в трансформации энергии. Это сформировало определенные природные комплексы, имеющие свою специфику в зависимости от условий среды в той или иной части биосферы. Живые организмы населяют биосферу и входят в тот или иной биоценоз - пространственно ограниченные части биосферы - не в любом сочетании, а образуют определенные сообщества из видов, приспособленных к совместному обитанию. Такие сообщества называются биоценозами.

Особой сложностью отличаются отношения между хищником и жертвой. С одной стороны, хищники, уничтожая домашних животных, подлежат истреблению. С другой - хищники необходимы для поддержания экологического равновесия («Волки - санитары леса»).

Важное экологическое правило состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценозы, тем выше устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям. Биоценозы отличаются большой самостоятельностью. Одни из них сохраняются в течение длительного времени, другие закономерно изменяются. Озера превращаются в болота - идет образование торфа, а в итоге на месте озера вырастает лес.

Процесс закономерного изменения биоценоза называется сукцессией. Сукцессия - это последовательная смена одних сообществ организмов (биоценозов) другими на определенном участке среды. При естественном течении сукцессия заканчивается формированием устойчивой стадии сообщества. В ходе сукцессии увеличивается разнообразие входящих в состав биоценоза видов организмов, вследствие чего повышается его устойчивость.

Повышение видового разнообразия обусловлено тем, что каждый новый компонент биоценоза открывает новые возможности для вселения. Например, появление деревьев позволяет проникнуть в экосистему видам, живущим в подсистеме: на коре, под корой, строящим гнезда на ветвях, в дуплах.

В ходе естественного отбора в составе биоценоза неизбежно сохраняются лишь те виды организмов, которые могут наиболее успешно размножаться именно в данном сообществе. Формирование биоценозов имеет существенную сторону: «соревнование за место под солнцем» между различными биоценозами. В этом «соревновании» сохраняются лишь те биоценозы, которые характеризуются наиболее полным разделением труда между своими членами, а следовательно, более богатыми внутренними биотическими связями.

Так как каждый биоценоз включает в себя все основные экологические группы организмов, он по своим возможностям приравнивается биосфере. Биотический круговорот в пределах биоценоза - своеобразная уменьшенная модель биотического круговорота Земли.

Таким образом:

1. Устойчивость биосферы в целом, ее способность эволюционировать определяется тем, что она представляет собой систему относительно независимых биоценозов. Взаимосвязь между ними ограничивается связями посредством неживых компонентов биосферы: газов, атмосферы, минеральных солей, воды и т.д.

2. Биосфера представляет собой иерархически построенное единство, включающее следующие уровни жизни: особь, популяция, биоценоз, биогеоценоз. Каждый из этих уровней обладает относительной независимостью, и только это обеспечивает возможность эволюции всей большой макросистемы.

3. Многообразие форм жизни, относительная устойчивость биосферы как среды обитания и жизни отдельных видов создают предпосылки для морфологического процесса, важным элементом которого является совершенствование реакций поведения, связанных с прогрессивным развитием нервной системы. Сохранились лишь те виды организмов, которые в ходе борьбы за существование стали оставлять потомство, несмотря на внутренние перестройки биосферы и изменчивость космических и геологических факторов.

3. ПРОБЛЕМА СОХРАНЕНИЯ РАЗНООБРАЗИЯ В ПРИРОДЕ КАК ФАКТОР ВЫЖИВАНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА

На рубеже третьего тысячелетия мы с горечью констатируем, что в результате антропогенного пресса, особенно в последние десятилетия, резко уменьшается число видов растений и животных, истощается их генофонд, сокращаются площади наиболее продуктивных экосистем, ухудшается здоровье среды. Постоянное расширение списков редких и исчезающих видов биоты в новых изданиях Красных книг тому прямое свидетельство. По некоторым прогнозам ведущих орнитологов, к концу XXI века на нашей -планете исчезнет каждый восьмой вид птиц.

Осознание необходимости сохранения всех видов из царств грибов, растений и животных, как основы существования и благополучия самого человечества, послужило решающим стимулом для разработки и реализации ряда крупных международных и национальных программ, а также принятия основополагающих межгосударственных соглашений в области охраны и мониторинга окружающей среды, растительного и животного мира. После подписания и последующей ратификации более 170 государствами Международной конвенции по биоразнообразию (1992 г., Рио-де-Жанейро) вопросам изучения, сохранения и устойчивого использования биологических ресурсов стало уделяться гораздо больше внимания во всех странах мира. В соответствии с основными требованиями Конвенции по биологическому разнообразию, которую Россия ратифицировала в 1995 г., необходимо было обеспечить «научное сопровождение» принятия решений в области охраны живой природы in-situ и ex-situ. Все, что связано с инвентаризацией, оценкой состояния, сохранением, восстановлением и рациональным использованием объектов растительного и животного мира, требует четкого научного обоснования. Для огромной территории России с ее ландшафтным разнообразием, многонациональным населением, различными традициями в использовании природных ресурсов, необходимо значительно более активное развитие фундаментальных исследований, без которых в принципе невозможно осуществить инвентаризацию и разработку скоординированной стратегии охраны всех категорий биоразнообразия, на всех его иерархических уровнях.

Проблема сохранения биоразнообразия является сегодня одной из центральных проблем экологии, поскольку сама жизнь на Земле возмещена только при достаточном разнообразии эволюционного материала. Именно благодаря биологическому разнообразию создается структурная и функциональная организация экологических систем, обеспечивающая их стабильность во времени и устойчивость к изменениям внешней среды. По образному определению чл.-корр. РАН А.Ф. Алимова: «Вся совокупность биологических наук изучает четыре главнейших феномена: жизнь, организм, биосферу и биоразнообразие. Первые три образуют ряд от жизни (в основании) до биосферы (наверху), четвертый проникает в первые три: без разнообразия органических молекул нет жизни, без морфологического и функционального разнообразия клеток, тканей, органов, а у одноклеточных - органелл, - нет организма, без разнообразия организмов не может быть экосистем и биосферы». В связи с этим весьма логичным представляется изучение биоразнообразия не только на видовом уровне, но на уровне популяций, сообществ и экосистем. По мере усиления антропогенного воздействия на природу, приводящего в конечном итоге к обеднению биологического разнообразия, изучение организации конкретных сообществ и экоистем, а также анализ изменения их биоразнообразия становится действительно важным. Одной из наиболее важных причин деградации биоразнообразия является недооценка его реальной экономической ценности. Любые предлагаемые варианты сохранения биоразнообразия постоянно проигрывают соревнование с лесным и сельским хозяйством, добывающей промышленностью, так как выгоды от этих секторов экономики зримы и ощутимы, они имеют цену. К сожалению, ни централизованно планируемая экономика, ни современная рыночная экономика не могли и не могут корректно определить истинную ценность природы. В то же время группой экспертов под руководством Роберта Констаца (Мэрилендский университет) было выделено 17 категорий функций и услуг природы, среди которых были регулирование климата, газового состава атмосферы, водных ресурсов, образование почвы, переработка отходов, генетические ресурсы и др. Расчеты этих ученых дали суммарную оценку этих функций природы в среднем в 35 трлн. долларов, что вдвое превышает созданный человечеством ВНП (18 трлн. долларов в год). Этому направлению исследований по определению ценности биоразнообразия мы до сих пор не уделяем должного внимания, что и не позволяет нам создать надежный экономический механизм защиты окружающей среды в республике.

Среди приоритетных направлений научных исследований на ближайшие десятилетия для целей сохранения биоразнообразия на европейском Северо-Востоке России следует выделить:

— унификация существующих и разработка новых методов оценки и инвентаризации всех компонентов биоразнообразия;

— создание компьютерных баз данных по биоразнообразию в разрезе отдельных таксонов, типов экосистем, форм использования компонентов биоразнообразия, включая базы данных по редким видам растений и животных;

— развитие и внедрение новейших методов таксономии в систематику и диагностику растений, животных, грибов и микроорганизмов;

— продолжение инвентаризации биоты региона и особенно на особо охраняемых природных территориях;

— подготовка и издание новых региональных флористических и фаунистических сводок, атласов, каталогов, определителей, монографий по отдельным таксонам микроорганизмов, грибов, низших и высших растений, позвоночных и беспозвоночных животных;

— разработка методологических основ экономической оценки биоразнообразия;

— разработка научных основ и технологий по восстановлению биологического разнообразия в антропогенно нарушенных наземных, водных и почвенных экосистемах; — подготовка региональной программы сохранения биоразнообразия с учетом специфики разнообразных условий нашей страны.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Человечество признало огромное значение биологического разнообразия и его компонентов, приняв 5 июня 1992 г. Конвенцию о биологическом разнообразии. Она стала одной из самых массовых международных конвенций, ее членами сегодня являются 187 стран. Россия является участницей Конвенции с 1995 г. С принятием этой Конвенции впервые был принят глобальный подход к сохранению и устойчивому использованию всего богатства живых организмов на Земле. Конвенция признает необходимость использования многоотраслевого комплексного подхода для устойчивого использования и сохранения биоразнообразия, особой роли международного обмена информацией и технологиями в данной сфере, и значения справедливого и равного распределения выгод, полученных от использования биологических ресурсов. Именно эти три компонента — устойчивое использование биоразнообразия, сохранение биоразнообразия, справедливое распределение выгод от использования генетических ресурсов — составляют «три кита» Конвенции.

Жизнь на Земле... Богатство ее форм поразительно! Выйдите летом на лесную лужайку. Среди зелени трав и цветов стрекочут кузнечики, суетятся муравьи. По веткам деревьев прыгают белки, в небесной голубизне заливается жаворонок... Жизнь проникла и в глубины океана, и за полярный круг, поднялась на вершины самых высоких гор и даже еще выше – в разреженные слои атмосферы, где обнаружены многие виды микроорганизмов.

Всегда ли формы жизни были такими, какими мы их наблюдаем сегодня, или в течение веков они прошли длинный путь развития? – вот вопрос, который возникает у каждого, кто видит такое многообразие живых существ.

С древних времен люди по-разному на него отвечали. Согласно библейской книге Бытия, Бог в третий день сотворил растительный мир: «траву, сеющую семя, дерево плодовитое, приносящее по роду своему плод, в котором семя его на земле». На пятый день «сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее». На шестой день Он создал «зверей земных по роду их, и скот по роду его, и всех гадов земных по роду их» (Быт. 1:11,21, 25).

Чрезвычайная сложность строения и наблюдаемая целесообразность поведения живых организмов приводили многих к мнению о том, что жизнь – это нечто большее, чем просто физическое и химическое явление. Живые существа по сравнению с объектами неживой природы обладают рядом отличительных свойств, благодаря которым достигается вполне определенная цель. В этой связи еще с древних времен возникла идея: хотя живые существа и материальны, но живую материю, видимо, «одушевляет» некий нематериальный фактор. Такой точки зрения придерживались и придерживаются многие люди разных религиозных и философских убеждений. Данная точка зрения лежит в основе витализма – течения в биологии, признающего наличие в организмах нематериальной сверхъестественной силы («жизненной силы», «души» и т. п.), управляющей жизненными явлениями.

Результаты современных экспериментов показывают, что фундаментальные законы природы – законы сохранения массы и энергии – в живых системах выполняются в пределах точности эксперимента. При окислении Сахаров, жиров или белков в организме высвобождается то же количество энергии, что и при превращении их в лабораторных условиях, и в таком смысле организм человека или животного подобен неживой химической системе. При этом ясно, что если и существует некая «жизненная сила», присущая только живой материи, то она по природе своей не способна нарушить основополагающие законы – законы сохранения массы и энергии. Можно констатировать и более сильное утверждение: многочисленные опыты показывают, что в биологических системах ни один закон физики и химии не нарушается. Однако из этого утверждения рано делать вывод, что живые системы подчиняются только законам физики и химии.

Характеризуя отличия живого от неживой материи, кроме уже упомянутой целесообразности, следует назвать и осмысленность действий живых систем. Смысл не может существовать в форме полностью бестелесного «духа». Он исчезает, если не воплощен в некоторой материальной системе, включающей, например, вполне определенную конфигурацию нервных связей в мозгу. В то же время смысл может не зависеть от конкретной физической системы его реализации. Например, исходящий от человека смысл одного и того же лозунга не зависит от технических средств его воспроизведения.

Итак, с весьма большой степенью осторожности можно утверждать: живое – это материальная система, наделенная свойством целесообразности. Конечно, данное утверждение не претендует на полное, исчерпывающее определение живых систем, и, безусловно, с развитием естествознания и науки в целом оно непременно будет конкретизироваться, дополняться и, следовательно, видоизменяться.

С древних времен существует представление о постепенном видоизменении живых форм. Эту мысль достаточно определенно выразил еще древнегреческий философ Эмпедокл, живший в V в. до н. э. И все же на протяжении многих веков представление о неизменности форм органического мира оставалось господствующим, и причина этого, скорее всего, в том, что человек, по меткому выражению Чарлза Дарвина (1809–1882), смотрел на органический мир, «как дикарь смотрит на корабль, то есть как на нечто превышающее его понимание».

1. Многообразие живого мира

2. Развитие систематики.

3. Возникновение естественной системы классификации.

4. Систематические группы.

1. Многообразие живого мира

Окружающая нас живая природа во всем ее многообразии - результат длительного исторического развития органического мира на Земле, которое началось почти 3,5 млрд лет назад. Биологичес­кое разнообразие живых организмов на нашей планете велико. Каж­дый вид уникален и неповторим. Например, животных насчитыва­ется более 1,5 млн видов. Однако, по представлениям некоторых ученых, только в классе насекомых не менее 2 млн видов, подав­ляющее большинство которых сосредоточено в тропической зоне. Велика и численность животных этого класса - она выражается в цифрах с 12 нулями. А разных одноклеточных планктонных орга­низмов только в 1 м 3 воды может находиться до 77 млн особей.

Особенно высоким биологическим разнообразием отличаются дождевые тропические леса. Развитие человеческой цивилизации сопровождается увеличением антропогенного пресса на естествен­ные природные сообщества организмов, в частности уничтожени­ем величайших массивов лесов Амазонии, что приводит к исчез­новению ряда видов животных и растений, к снижению биоразно­образия.

2. Разобраться во всем многообразии органического мира помога­ет специальная наука - систематика. Как и хороший коллекци­онер по определенной системе классифицирует собираемые им предметы, систематик на основе признаков классифицирует жи­вые организмы. Каждый год ученые открывают, описывают и клас­сифицируют все новые виды растений, животных, бактерий и др. Поэтому систематика как наука постоянно развивается. Так, в 1914 г. впервые был описан представитель неизвестного тогда бес­позвоночного животного и лишь в 1955 г. отечественный зоолог А.В.Иванов (1906-1993) обосновал и доказал принадлежность его к совершенно новому типу беспозвоночных - погонофорам.

Развитие систематики (создание искусственных систем класси­фикации). Попытки классифицировать организмы предпринима­лись учеными еще в глубокой древности. Выдающийся древнегреческий ученый Аристотель описал свыше 500 видов животных и создал первую классификацию животных, разделив всех известных тогда животных на следующие группы: I. Животные без крови: мягкотелые (со­ответствует головоногим моллюскам); мягкоскорлуповые (ракообразные); насекомые; черепнокожие (раковинные моллюски и иг­локожие). II. Животные с кровью: живоро­дящие четвероногие (соответствует млеко­питающим); птицы; яйцекладущие четве­роногие и безногие (амфибии и рептилии); живородящие безногие с легочным дыха­нием (китообразные); покрытые чешуей безногие, дышащие жабрами (рыбы).

К концу XVII в. был накоплен огром­ный материал о многообразии форм жи­вотных и растений, что потребовало введения представления о виде; впервые это было сделано в работах английского ученого Джона Рея (1627-1705). Он определил вид как группу морфологически сходных особей и попытался классифицировать растения на осно­ве строения вегетативных органов. Однако основоположником со­временной систематики по праву считают известного шведского ученого Карла Линнея (1707-1778), который в 1735 г. выпустил свой знаменитый труд «Система природы». За основу классифика­ции растений К.Линней принял строение цветка. Близкие виды он объединил в роды, сходные роды в отряды, отряды в классы. Таким образом, им была разработана и предложена иерархия сис­тематических категорий. Всего ученым выделено 24 класса расте­ний. Для обозначения вида К.Линней ввел двойную, или бинар­ную, латинскую номенклатуру. Первое слово означает название рода, второе - вида, например Stumus vulgaris. На разных языках название этого вида пишется по-разному: по-русски - скворец обыкновенный, по-английски - common starling, по-немецки - Gemeiner Star, по-французски - etoumeau sansonnet и т.д. Единые латинские названия видов позволяют понять, о ком идет речь, облегчают общение между учеными различных стран. В системе жи­вотных К. Линней выделил 6 классов: Mammalia (Млекопитающие). Человека и обезьян он поместил в один отряд Primates (Прима­ты); Aves (Птицы); Amphibia (Гады, или Земноводные и Пресмы­кающиеся); Pisces (Рыбы); Insecta (Насекомые); Vermes (Черви).

3. Возникновение естественной системы классификации. Система К.Линнея, несмотря на все ее неоспоримые достоинства, была по своей сути искусственной. Она строилась на основе внешнего сход­ства между различными видами растений и животных, а не на основе их истинного родства. В итоге в одни и те же систематичес- кие группы попали совершенно не родственные виды, а близкие оказались отделенными друг от друга. Например, Линней рассмат­ривал количество тычинок в цветках растений как важный систе­матический признак. В результате такого подхода были созданы ис­кусственные группы растений. Так, в одну группу попали калина и морковь, колокольчики и смородина лишь потому, что цветки этих растений имеют по 5 тычинок. Различные по характеру опыления растения Линней поместил в один класс однодомных: ель, бере­зу, ряску, крапиву и т.д. Однако, несмотря на недостатки и ошиб­ки в системе классификации, труды К. Линнея сыграли огромную роль в развитии науки, позволяя ученым ориентироваться в мно­гообразии живых организмов.

Классифицируя организмы по внешним, часто по наиболее броским признакам, К.Линней так и не раскрыл причины тако­го сходства. Это сделал великий английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин. В своем труде «Происхождение видов...» (1859) он впервые показал, что сходство между организмами может быть ре­зультатом общности происхождения, т.е. родства видов. С этого вре­мени систематика стала нести эволюционную нагрузку, а постро­енные на данной основе классификационные системы являются естественными. В этом состоит безусловная научная заслуга Ч.Дар­вина.

Современная систематика базируется на общности существен­ных морфологических, экологических, поведенческих, эмбрио­нальных, генетических, биохимических, физиологических и дру­гих признаков классифицируемых организмов. Используя эти при­знаки, а также палеонтологические сведения, систематик уста­навливает и доказывает общность происхождения (эволюционно­го родства) рассматриваемых видов или же устанавливает, что клас­сифицируемые виды существенно различаются и удалены друг от друга.

4. Систематические группы и классификация организмов. Совре­менная система классификации может быть представлена в виде следующей схемы: империя, надцарство, царство, подцарство, тип (отдел - для растений), подтип, класс, отряд (порядок - для растений), семейство, род, вид. Для обширных систематических групп введены также дополнительные промежуточные системати­ческие категории, такие, как надкласс, подкласс, надотряд, под­отряд, надсемейство, подсемейство. Например, классы хрящевых и костных рыб объединены в надкласс рыб. В классе костных рыб выделены подклассы лучеперых и лопастеперых рыб и т.д.

Раньше все живые организмы делились на два царства - Живот­ных и Растений. Со временем были открыты организмы, которые не могли быть отнесены ни к одному из них. В настоящее время все известные науке организмы делят на две империи: Доклеточные (вирусы и фаги) и Клеточные (все остальные организмы). Доклеточные формы жизни. В империи Доклеточных имеется толь­ко одно царство - вирусы. Это неклеточные формы жизни, спо­собные проникать и размножаться в живых клетках. Впервые наука узнала о вирусах в 1892 г., когда русский микробиолог Д.И.Ива­новский (1864-1920) открыл и описал вирус табачной мозаики - возбудителя мозаичной болезни табака. С этого времени выделилась особая ветвь микробиологии - вирусология. Различают ДНК-со-держащие и РНК-содержащие вирусы.

Клеточные формы жизни. Империя Клеточных делится на два над царства (Доядерные, или Прокариоты, и Ядерные, или Эука-риоты). Прокариоты - это организмы, клетки которых не имеют оформленного (ограниченного мембраной) ядра. К прокариотам относится царство Дробянок, включающее подцарства Бактерий и Синезеленых (Цианобактерий). Эукариоты - организмы, клет­ки которых имеют оформленное ядро. К ним относятся царства Животных, Грибов и Растений (рис. 4.1).

В целом империя Клеточных состоит из четырех царств: Дробя­нок, Грибов, Растений и Животных.

В качестве примера рассмотрим систематическое положение широко известного вида птиц - обыкновенного скворца:

Таким образом, в результате длительных исследований была создана естественная система всех живых организмов.

Жизнь протекает на большом пространстве разнообразной поверхности земного шара.

Оболочку Земли, где существует жизнь в ее различных формах, называют биосферой (от греч. bios - "жизнь" и sphaira - "шар").

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и поверхностные слои литосферы - почву, которая образовалась в результате процессов выветривания и деятельности живых организмов. Каждая из этих оболочек Земли имеет свои особые условия, создающие разные среды жизни (водную, наземно-воздушную, почвенную, организменную). Различными условиями сред жизни порождаются многообразие форм живых существ и их специфические свойства.

Так, живые существа, населяющие водную среду , - гидробионты (от греч. hydor - "вода" и biontos - "живущий") способны к обитанию в плотной и вязкой водной среде: дышат в ней, размножаются, находят пищу и укрытия, передвигаются (плавают и "парят") в разных направлениях в толще воды.

Иными качествами наделены организмы, населяющие наземно-воздушную среду жизни. В процессе эволюции они приобрели способность существовать в менее плотной (по сравнению с водой) наземно-воздушной среде , при обилии воздуха и кислорода, резком колебании освещенности, суточных и сезонных температур, при дефиците влаги. Организмы, населяющие эту среду, называют аэробионтами (греч. aer - "воздух") или террабионтами (греч. terra - "земля").

Обитатели почвенной среды жизни, называемые педобионтами (греч. pedon - "почва"), или эдафобионты (латин. edaphos - почва) . отличаются небольшими размерами тела, способностью обходиться без света, питаться мелкими животными и органическими веществами мертвых тел, попавших в почву.

В историческом развитии жизни на Земле возникло разнообразие форм живого, обусловленное не только обитанием в разных средах жизни, но и уровнем сложности организмов. В каждой среде обитают различные одноклеточные и многоклеточные существа. Самые древние из них - многочисленные прокариоты (бактерии). Более поздние - эукариоты (растения, грибы, животные).

Бактерии, растения, грибы и животные выделяют в отдельные царства клеточных организмов. Как особое царство живой природы рассматривают неклеточные организмы - вирусы . Все представители разных царств живого мира отличаются друг от друга по многим признакам (внешнее и внутреннее строение, процессы жизнедеятельности, функционирование в природе и пр.). Однако, несмотря на различия, все они существуют в форме организмов. Это особенность живой материи. Одни организмы являются одноклеточными, другие - многоклеточными.

Учитель биологии: Касаткина Марина Александровна.
ГБОУ КК школа-интернат для одарённых детей им. В.Г. Захарченко.

Тема: «Многообразие форм живых организмов».

Предмет: Биология.

Класс : 9.

Базовый учебник : Пономарёва И.Н., Чернова Н.М., Корнилова О.А. Биология 9 класс (ВЕНТАНА-ГРАФ).

Цели урока :

обобщить и закрепить знания учащихся о многообразии форм живых организмов;

определить биологическое значение всех царств живой природы для сохранения биосферы;

сформировать познавательный интерес на изучение живой природы;

сформировать у учащихся представление о единстве мира и ценности жизни во всех ее проявлениях

Задачи :

- обучающие

повторить и закрепить понятия царства живой природы;

сформировать значение биологического разнообразия для сохранения биосферы;

с формировать познавательный интерес на изучение живой природы;

- развивающие : создание условий для развития приемов мышления (анализ, синтез, систематизация, обобщение, умение делать выводы); умение аргументировать свою позицию (коммуникативная компетентность); умение работать с источником биологической информации; умение решать проблемную ситуацию;

- воспитательные: создание условий для воспитания активности и самостоятельности, убежденности в познаваемости мира.

Тип урока : изучение нового материала.

Форма организации учебной деятельности : коллективная

Методы обучения : словесные, наглядные.

Оформление и оборудование: учебник, компьютер, мультимедиапроектор, презентация «Уровни организации жизни», образовательный комплекс 1С: Школа. Биология, 9 кл.

Ход урока:

Организационный момент.

Постановка целей и задач урока, организация учащихся.

Проверка домашнего задания.

Какие свойства присущи всем живым организмам?

Назовите основные химические элементы живого?

Дайте определение «жизнь».

Актуализация опорных знаний.

Учитель: Какие царства живой природы вы знаете?
Ученики: Растения, Животные, Грибы, Бактерии.

Изучение нового материала:

1.Царства живой природы.

На экране появляется схема.

Учитель: Какое царство отсутствует на схеме?
Ученики : Царство Вирусы.

2. Формы жизни.

Учитель: Какие бывают формы жизни?
Ученики : Клеточная и неклеточная.

3.Экологические группы организмов.

Учитель : Назовите среды жизни. Какие организмы их населяют?
Ученики : водная, наземная, почвенная и организменная.
На экране появляется таблица.

4.Уровни организации живой материи.
Учитель : Мы рассмотрели с вами царства живой природы; среды жизни организмов.
А теперь предлагаю посмотреть презентацию Уровни организации жизни.

Уровень - это функциональное место биологической структуры определённой степени сложности в общей иерархии живого.

Молекулярно-генетический уровень представлен отдельными биополимерами (ДНК, РНК, белками, липидами, углеводами и другими соединениями);
на этом уровне жизни изучаются явления, связанные с изменениями (мутациями) и воспроизведением генетического материала, обменом веществ.

Субклеточный- представлен органоидами: ЭПС, АГ, рибосомы и т.д..

Клеточный – уровень, на котором жизнь существует в форме клетки – структурной и функциональной единицы жизни.
На этом уровне изучаются такие процессы, как обмен веществ и энергии, обмен информацией, размножение, фотосинтез, передача нервного импульса и многие другие.

Органно - тканевой - представлен тканями и органами;
-ткань - совокупность клеток, сходных по строению и функциям, связанных межклеточным веществом;
-орган - часть многоклеточного организма, выполняющая определённую функцию.

Организменный – это самостоятельное существование отдельной особи – одноклеточного или многоклеточного организма;
организм - неделимая единица жизни, её реальный носитель, характеризующийся всеми её признаками;
биосистема - живая система.

Популяционно-видовой – уровень, который представлен группой особей одного вида – популяцией; именно в популяции происходят элементарные эволюционные процессы – накопление, проявление и отбор мутаций;
-популяция - совокупность особей одного вида, образующих обособленную генетическую систему, которая длительно существует в определённой части ареала, относительно обособленно от других особей вида;
-вид - совокупность особей(популяций особей), способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства и занимающих определённый ареал.

Биоценотический - представлен биоценозами
-биоценоз – это совокупность популяций разных видов, обитающих на определённой территории.

Биогеоценотический – представлен экосистемами, состоящими из разных популяций и среды их обитания;
-биогеоценоз -совокупность биоценозов и абиотических факторов среды (климат, почва).

Биосферный – уровень, представляющий совокупность всех биогеоценозов. В биосфере происходит круговорот веществ и превращение энергии с участием организмов. Продукты жизнедеятельности организмов участвуют в процессе эволюции Земли.

IV .Закрепление.
Учитель:
1.К какому царству относят цианобактерий? Какая это форма жизни?
2.Дрожжи и трутовик представители какого царства? К какой форме жизни они относятся?
3. К какому уровню жизни относятся:
- таёжный лес
- стадо овец
- амёба обыкновенная
- хлоропласт.
VI .Подведение итогов урока.
VII .Домашнее задание.
Параграф 3, вопросы в конце параграфа.