Биосфера и человек. Взаимосвязь природы и общества.

Биосферу Земли составляет всё многообразие живой природы. Человек является представителем животного мира, поэтому биосфера и человек тесно взаимосвязаны между собой. Люди оказывают как положительное, так и отрицательное влияние на биосферу.

Внешние оболочки земли:

Биосфера и ноосфера

Биосфера состоит из двух компонентов:

• абиотического или неживого;
• биотического или живого.

Живая и неживая материя биосферы осуществляют круговорот веществ и влияют друг на друга. Благодаря геохимическим и климатическим факторам на Земле зародилась жизнь. В то же время живые организмы оказывают влияние на неживую материю, изменяя рельеф, геологические слои, атмосферу. Человечество также оказывает влияние на живые организмы и неживую природу.

Абиотические факторы

Абиотические факторы характеризуют влияние на организм окружающей его неживой природы.

К ним относят климатические, температурные условия, показатели влажности, освещенности, характеристики химического состава воды, воздуха и почвы, в которых обитает организм, особенности рельефа, интенсивность естественного радиационного фона, уровень электромагнитного и других видов излучений.

Биотические факторы

Биотические факторы отражают воздействие живой природы на развитие организма.

Организмы вступают друг с другом в различные отношения. С одной стороны, они составляют цепи и сети питания. Их мы будем обсуждать в отдельном уроке. С другой стороны, все виды отношений (не только пищевых) можно разделить на три основных вида. На этой классификации мы остановимся поподробнее.

Итак, один организм может оказывать на другой как положительное, так и отрицательное воздействие. Более того, отношения могут иметь и нейтральный характер. В зависимости от результата взаимодействия особей отношения делят на симбиоз, антибиоз и нейтральные отношения.

1. Если особи находятся в симбиотических отношениях, то хотя бы один из них получает от этой связи пользу, не нанося при этом вреда другому. Симбиоз включает в себя три подвида взаимодействий: мутуализм, кооперацию и комменсализм.

А) мутуализм – пример истинного симбиоза, когда оба организма получают от отношений пользу и не могут существовать без партнера.

Классическими примерами таких отношений являются:

• Взаимодействие животных и обитающих в их кишечнике бактерий (или простейших), которые способствуют нормальному пищеварению, а взамен получают питательные вещества и среду обитания. Например, в кишечнике термитов постоянно обитают простейшие – жгутиконосцы, которые выделяют фермент, расщепляющий сахар. Сами термиты его выделять не могут.
• Сожительство гриба и водоросли в составе лишайника: водоросль, являясь автотрофом, синтезирует органические вещества, а гриб поставляет водоросли воду и минеральные вещества.
• Зависимость некоторых насекомоопыляемых растений от насекомых, под которых «подстроен» их цветок. Насекомые питаются нектаром растения. Перелетая от цветка к цветку, они переносят на своем теле пыльцу, способствуя их размножению и расселению. Некоторые виды цветов, часто из семейства Орхидных, имеют столь замысловатую форму цветка, что они могут опыляться лишь уникальными видами насекомых.

Б) Кооперация – вид взаимовыгодных отношений, который не обязателен для партнеров.

• Примером такого вида отношений является сотрудничество рака-отшельника и актинии.

Рак-отшельник, найдя подходящую актинию, аккуратно подсаживает ее себе на раковину. В дальнейшем они живут вместе. Актиния при этом, будучи кишечнополостным животным и имея стрекательные клетки, способна защитить их союз от нападения хищников. От рака взамен она получает возможность к постоянному передвижении и кусочки пищи, которые остаются от его трапезы. При этом эти организмы могут существовать и по отдельности.

В) Комменсализм – вид отношений, полезный для одного организма и нейтральный для другого.

• Рыба-прилипало с помощью специальной присоски, сформировавшейся на ее спине за время эволюции, прикрепляется к акуле. Таким образом она путешествует вместе со своей хозяйкой по просторам океана, не принося ей существенного дискомфорта. Во время трапезы акулы прилипало отделяется от нее, подхватывает мелкие кусочки, которые остаются от жертвы, и даже сама может поохотиться. После этого она спешит вернуться к акуле, чтобы не потерять такого полезного компаньона.

• К комменсализму также относят отношения между хищниками и падальщиками. Гиены, обитающие неподалеку от прайда львов, часто следят за их перемещениями и «провожают» их на охоту. После того как прайд оставляет пищу, гиены могут насытиться, не приложив для поимки пищи никаких усилий.

2. В случае антибиоза, наоборот, хотя бы один организм получает вред от отношений. К антибиозу относят паразитизм, хищничество и конкуренцию.

А) паразит использует хозяина в качестве среды обитания и источника пищи. При этом хозяин испытывает вредное воздействие, но его уровень недостаточно высок, чтобы стать смертельным.

• Примерами паразитов являются клещи, черви-паразиты (печеночный сосальщик, бычий цепень, человеческая аскарида и тд), болезнетворные бактерии, все вирусы, некоторые растения, грибы (гриб-трутовик, фитофтора, головня, ржавчина).

Б) Отношения хищник-жертва характеризуются использованием одного организма другим в качестве пищи. Жертва при этом погибает.

• Примеров этого типа отношений очень много: плотоядные животные поедают травоядных, некоторые растения (венерина мухоловка, росянка) и грибы также могут быть хищниками.

В) Конкуренция возникает между организмами, соревнующимися за одинаковые ресурсы. Наиболее острая конкуренция происходит между особями одного вида, так как их ресурсы максимально схожи. Внутри вида особи могут конкурировать не только за ресурсы, но и за право на размножение. Могут конкурировать и неблизкие виды: волк и лиса конкурируют за пищу – зайца, растения в лесу, на дне океана конкурируют за свет, на лугу, в степи, в пустыне – за доступ влаги.

3. Нейтральными называют отношения между организмами, когда они не приносят друг другу ни пользы, ни вреда, не используют друг друга в качестве пищи, а просто сосуществуют. Они зависят от состояния сообщества, в котором они обитают, но не зависят друг от друга.

• Пример: белка и лось.

Владимир Иванович Вернадский, создавший учение о биосфере, выделил появление и деятельность человека в отдельную сферу – ноосферу. Дословно термин переводится как «сфера разума». Вернадский считал, что ноосфера – часть биосферы, преобразованная трудом и разумом человека. Сознательная деятельность человека стала фактором развития биосферы.

Человечество и биосфера

Взаимодействие человека и биосферы имеет две стороны:

• биологическую;
• социальную.

С биологической точки зрения взаимоотношения человека и природы не выходят за рамки потребления энергии. Человечество, несмотря на развитый разум, как и все живые организмы, нуждается в основных природных ресурсах:

• воде;
• воздухе;
• пище.

Для осуществления метаболизма каждый день необходимы вода, кислород, питательные вещества. Будучи гетеротрофами люди напрямую воздействуют на численность живых организмов и круговорот веществ в природе.

• нефть;
• газ;
• руда;
• древесина и др..

За счет ресурсов биосферы человечество строит города, прокладывает дороги, шьёт одежду, проектирует транспортные средства. Однако с увеличением численности людей пропорционально истощаются природные ресурсы. Именно поэтому человечество ищет альтернативное топливо, синтезирует химические вещества, культивирует животных и растения. Без развития хозяйственной деятельности человечество было обречено на вымирание, так как человеческие потребности сегодня опережают возможности биосферы.

Влияние – плюсы и минусы

Несмотря на то, что человечество вышло из природы и до сих пор нуждается в основных природных ресурсах, влияние человека на биосферу больше негативное, чем позитивное. Стремление к независимости и лучшей жизни отрицательно сказывается на экологических системах и, так или иначе, отражается на человеческой жизни.

Негативное воздействие деятельности человечества:

• изменение ландшафтов в ходе добычи полезных ископаемых, постройки городов, заводов;
• загрязнение почвы, воды, атмосферы пестицидами и другими продуктами (пластик, металл, резина);
• нарушение экологического баланса, что приводит к изменению природных сообществ (леса превращаются в пустыни);
• уничтожение животного мира (прямое истребление и уничтожение естественной среды обитания животных);
• изменение климата за счёт накопления парниковых газов в атмосфере;
• радиоактивное, нефтяное, химическое загрязнение.

• высадкой лесов и растений;
• очисткой воды;
• восстановлением плодородности почвы;
• сохранением вымирающих по вине человечества видов.

Защита окружающей среды

Природа имеет большое значение в жизни человека. Состояние окружающей среды влияет на здоровье и продолжительность человеческой жизни. Поэтому человечеству необходимо решить две задачи:

• наладить рациональное природопользование;
• научиться управлять биосферой без вреда себе и другим организмам.

Один из примеров восстановления природы – создание особо охраняемых природных территорий (заповедников, заказников, природных парков). Однако этого недостаточно, чтобы привести биосферу в порядок, так как долгое время человечество не задумывалось о последствиях своей деятельности. Экологам ещё предстоит решить проблемы со свалками, химическим загрязнением, изменением климата.