Войти
Закрыть

Селекція

9 Клас

Почавши розводити домашніх тварин і вирощувати культурні рослини, людина на цьому не зупинилася: виникла потреба в поліпшенні властивостей наявних організмів. Тисячі років тому було зроблене основоположне спостереження, що нащадки успадковують властивості предків, а отже, відбираючи організми з потрібними властивостями, можна значно поліпшити якість нащадків. Це спостереження початково й стало основою селекції — науки про методи створення та поліпшення сортів і порід сільськогосподарських рослин і тварин. В основі селекції лежать два прості принципи: штучний добір і гібридизація (схрещування). Добираючи для відтворення виду тих представників, у яких найяскравіше виражені властивості, можна закріпити та посилити ці властивості в нащадків. Водночас, схрещуючи організми з різними наборами ознак (наприклад, висока врожайність у одного та стійкість до посухи в другого), можна отримати нащадків — гібридів, що поєднують переваги предків. Результатом селекції є формування нових сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Сорти, породи й штами — це групи організмів одного виду, подібні між собою й отримані штучно в ході селекції. Результати селекції рослин використовують усюди Крім класичних методів добору та гібридизації, у селекції рослин застосовують також свої, особливі методи. Штучний добір — один із базових методів селекції як тварин, так і рослин. Він дає змогу добирати для розмноження ті рослини, які серед собі подібних є найкращими. Добір буває масовий та індивідуальний. За індивідуального добору оцінюють корисні якості окремих рослин і добирають їх для розмноження. Індивідуальний добір особливо важливий у селекції самозапильних рослин. Для перехреснозапильних рослин застосовують масовий добір. Це така форма добору, за якої з популяції добирають одразу велику кількість найцінніших представників і використовують їх для подальшого схрещування....
0 Переглянути

Одомашнення рослин і тварин

9 Клас

Перехід первісних людей від полювання та збиральництва до землеробства — так звана неолітична революція — став найважливішим етапом розвитку людського суспільства, що радикально змінив перебіг розвитку всієї цивілізації. Перші спроби вирощування культурних рослин було здійснено близько 10-11 тисяч років тому на Близькому Сході (територія сучасних Туреччини, Іраку, Сирії, Ізраїлю та Лівану). Ця територія відіграла особливу роль в історії людства: тут було окультурено перші рослини та приручено більшість сучасних домашніх тварин. За формою вона нагадує серп, тому її ще іноді називають Родючим півмісяцем (рис. 58.1). Найдавнішими культурними рослинами стали злаки (пшениця та ячмінь), горох і виноград. Саме тут було одомашнено таких тварин, як коза, свиня, вівця та корова. Велика заслуга у визначенні батьківщини культурних рослин належить видатному біологові Миколі Вавилову. Завдяки науковим працям його та його послідовників було визначено, що місць, звідки походить більшість усіх культурних рослин у світі, зовсім небагато — менше десяти (рис. 58.2). У таблиці 58.1 наведено основні центри походження з прикладами рослин, які були вперше окультурено в кожному з них. Роман Льва Толстого «Анна Кареніна» починається фразою, що стала афоризмом: «Усі щасливі сім’ї схожі одна на одну, кожна нещаслива сім’я нещаслива по-своєму». Річ у тому, що для того, аби сім’я була щасливою, потрібне одночасне поєднання багатьох чинників (таких, наприклад, як любов, взаєморозуміння, здоров’я, матеріальні статки), а для нещастя достатньо, щоб не було хоча б одного із них. Американський біолог Джаред Даймонд у книзі «Зброя, мікроби та харч: витоки нерівностей між народами» запропонував застосувати «принцип Анни Кареніної» для пояснення того, чому домашніх тварин дуже мало. Згідно з його припущеннями, для одомашнення тварини потрібне одночасне поєднання багатьох чинників, а відсутність хоча б одного унеможливлює одомашнення. Даймонд виділив шість таких чинників для великих травоїдних ссавців:...
0 Переглянути

Охорона природи

9 Клас

Ми вже знаємо, що охорона довкілля та збереження біорізноманіття мають важливе значення для всього людства. Але проблема в тому, що забруднення середовища та руйнування природних екосистем — зворотний бік цивілізації, і повністю запобігти шкідливому впливові людини на довкілля на сьогоднішньому етапі розвитку технологій неможливо. Неможливо водночас розширювати території агроценозів (полів та садів) і зберігати колишні площі цілинних, нерозораних земель, спалювати корисні копалини й знижувати рівень вуглекислого газу в атмосфері, збільшувати виробництво й при цьому скорочувати кількість відходів. У будь-яких природоохоронних питаннях завжди вступають у суперечність протилежні інтереси: бажання отримати максимальну вигоду за мінімальних витрат і необхідність збереження Землі в придатному для існування людей стані. Кінець ХХ — початок XXI століття позначився усвідомленням потреби в охороні довкілля та переходом від споживацького ставлення до природи до збалансованого й раціонального природокористування. Природоохоронні організації й так звані зелені партії набирають політичної ваги, а пересічні громадяни все більше уваги приділяють природоохоронним питанням на побутовому рівні. Попри докладені зусилля, проблема збереження біосфери та довкілля далека від остаточного розв’язання. Створення природоохоронних територій — один із методів збереження біорізноманіття Надання окремим територіям статусу охоронних має тривалу історію. Вважається, що перший в історії заповідник було засновано понад дві тисячі років тому, у III столітті до н. е. в Шрі-Ланці. У XIII столітті князь Данило Галицький створив у Біловезькій Пущі заповідник1, у якому було заборонено полювання та господарська діяльність. У наші дні різні природоохоронні території, на яких обмежена господарська діяльність людини, за наближеними оцінками займають близько 10 % суші. Це чимало, але все ще не досить для повноцінного збереження природних комплексів. Планується взяти під охорону не менше 17 % території суші та 10 % площі морів і океанів. 2010 року країнами-учасницями Конвенції про біологічне різноманіття було ухвалено рішення про розширення охоронних територій у зазначених обсягах до 2020 року....
0 Переглянути

Захист і збереження біосфери

9 Клас

Усього за кілька сотень років людина стала одним із найвпливовіших екологічних факторів планетарного масштабу. Розгляньмо глобальні зміни в природі, які відбулися та продовжують відбуватися в результаті діяльності людини. Вимирання видів і зменшення видового різноманіття. За даними Міжнародного союзу охорони природи, усього за останні п’ять століть в результаті прямого чи опосередкованого впливу людини вимерло понад 800 видів тварин і рослин. Серед них кілька десятків видів ссавців (тарпан, тур, стеллерова корова), птахів (мандрівний голуб, дронт) та інших тварин, яких просто більше не існує (рис. 56.1). За деякими оцінками, щодня на Землі зникає щонайменше два види тварин (передусім тропічних безхребетних). Якщо це так, то нинішнє вимирання тварин — найшвидше в історії Землі за останні 65 мільйонів років. Руйнування екосистем. Господарська діяльність людини руйнівно впливає не лише на окремі організми, а й на цілі екосистеми. Ми вже говорили про проблему скорочення площ тропічних лісів, однак під загрозою перебувають не лише вони: в Америці майже зникли високотравні прерії, в яких паслися бізони, а в наших широтах під загрозою перебувають степи та діброви. Саме зникнення місць проживання тварин є головною причиною зникнення видів. Попри це, природоохоронні кампанії в основному орієнтовані на пропаганду збереження окремих видів тварин, оскільки люди охочіше відгукуються на заклики щодо захисту конкретного організму, а не абстрактної екосистеми. Для захисту рідкісних екосистем в Україні вперше в світі було створено так звану Зелену книгу — аналог Червоної книги, до якої заносять рідкісні й зникаючі рослинні угруповання. Зелена книга України — офіційний державний документ, на підставі якого ухвалюють рішення про заходи щодо охорони унікальних угруповань. Забруднення довкілля. Якщо вимирання видів та зникнення рідкісних екосистем хтось може вважати незначною проблемою через те, що це безпосередньо «нас не стосується», то від забруднення довкілля людина потерпає нарівні з усією біосферою, й ігнорувати цю проблему неможливо. Залежно від характеру забрудника виокремлюють кілька видів забруднень....
0 Переглянути

Біосфера як цілісна система

9 Клас

Коли йшлося про екосистеми, то ми зауважували, що вони не обмежені розміром: і невеличке лісове озерце, і гігантський тропічний ліс можна розглядати як екосистему. Дуже важко провести чітку межу між різними екосистемами, оскільки їхні кордони зазвичай умовні й живі організми можуть легко їх перетинати та взаємодіяти з організмами з інших екосистем. Зрештою, усі екосистеми Землі пов’язані між собою спільною атмосферою, міграцією організмів, потоками речовини, енергії й іншими глобальними процесами. Уся сукупність екосистем Землі формує глобальну світову екосистему, яка має назву біосфера. Біосфера, як і будь-яка екосистема, містить біотичний та абіотичний компоненти — усіх живих істот планети й середовища їхнього перебування відповідно. Межі біосфери визначаються межами зустрічності живих організмів у воді, повітрі та в землі. Біосфера простягається від кількох кілометрів углиб земної поверхні, до 10-11 км углиб під водою та до 15-20 км у висоту в атмосфері (рис. 55.1). Межі ці приблизні, особливо в атмосфері, оскільки теоретично живі організми можуть траплятися на висоті озонового шару (20-30 км), вище за який ультрафіолетове випромінювання знищує все живе. Але ймовірність потрапляння навіть найдрібніших спор бактерій на таку висоту зовсім невелика1. Більшість живих організмів мешкає в набагато вужчому шарі — від глибини в кілька метрів під землею до кількох десятків метрів над поверхнею Землі. У планетарних масштабах біосфера невелика: маса всієї біосфери (включаючи біотичний та абіотичний компоненти) становить лише 0,1 % маси Землі, а сумарна маса живих організмів — лише одну мільйонну маси біосфери, тобто лише одну мільярдну маси нашої планети. Однак живі організми (а також людина) є сьогодні одним із найважливіших геологічних факторів, що видозмінюють обличчя нашої планети. Поняття «біосфера» запропонував австрійський учений Едуард Зюсс 1875 року, а найповніше розвинув концепцію біосфери у своїх працях Володимир Вернадський — видатний вітчизняний учений, перший президент Української академії наук. Володимир Вернадський цікавився питаннями кристалографії, мінералогії, ґрунтознавства, геохімії й навіть історії. Це дало йому змогу розробити міждисциплінарну концепцію біосфери, що об’єднує знання з різних галузей науки. Можливо, якісь погляди Володимира Вернадського в наш час можуть здатися дещо абстрактними чи несучасними, але треба пам’ятати, що він працював над питаннями біосфери в 1920-ті роки, тобто...
0 Переглянути

Стабільність екосистем

9 Клас

Екосистеми — це складні структури, що функціонують як єдине ціле, у яких усі компоненти у той чи той спосіб взаємопов’язані. З одного боку, це забезпечує стійкість екосистем та їхню здатність до саморегуляції, з другого, — робить їх дуже чутливими до змін у будь-якому з компонентів. Виключення однієї ланки трофічної мережі неминуче позначається на всіх інших її учасниках; зникнення одного виду призводить до порушення рівноваги всієї системи. Стійкість екосистем — це їхня здатність протистояти зовнішнім впливам. Стійкість можна розглядати у двох планах: як здатність опиратися змінам чи як здатність швидко відновлюватися після них. Перший вид стійкості називають резистентною стійкістю, а другий — пружною. Наприклад, листяні ліси в середньому мають більш високу резистентну стійкість до полум’я, ніж степи: пожежа в сухому степу виникає від однієї іскри та поширюється набагато швидше, ніж у вологому листяному лісі. Водночас степи мають вищу пружну стійкість до цього ж фактора: відновлення угруповань степових екосистем після пожежі відбувається протягом кількох сезонів, натомість повне відновлення лісової екосистеми може тривати багато десятиліть (рис. 54.1). Екосистеми змінюються завдяки сукцесіям Іноді замість вислову «стійкість екосистем» уживають слово «стабільність». Хоча деякі вчені вважають ці терміни різними, для нас відмінність між ними не принципова. Однак дуже важливо, щоб слово «стабільність» не вводило в оману: в жодному разі не йдеться про незмінність і постійність! Зміни в екосистемах — природний процес, не обов’язково пов’язаний із зовнішніми впливами. Одні угруповання живих організмів змінюються на інші, створюючи, своєю чергою, передумови для подальших змін. Наприклад, лісове озеро через відкладання органічних залишків на дно мілішає та заболочується. Далі в болотній екосистемі відмерлі болотні мохи та інші рослини поступово формують шар ґрунту, на якому можуть рости лугові трави — і болото поступово перетворюється на луку. Лука, у міру формування потужного ґрунтового шару, заростає чагарниками, а згодом і деревами. Урешті-решт, на місці колишнього озера утворюється лісова екосистема (рис. 54.2). Інший приклад: вирубка в сосновому лісі в перший рік після зникнення дерев заростає травами й однорічними будяками, потім чагарниками та швидкорослими листяними деревами, які з часом поступово витісняються хвойними....
0 Переглянути

Екологічні фактори

9 Клас

Ви вже знаєте, що будь-який організм в екосистемі перебуває в постійній взаємодії з іншими організмами та довкіллям. Усі властивості довкілля, що впливають на організм, називають екологічними факторами. Розрізняють біотичні, абіотичні й антропічні фактори. Під біотичними факторами розуміють вплив інших живих організмів, під абіотичними — вплив неживої природи. Поняття антропічних (антропогенних) факторів об’єднує в собі будь-які впливи, пов’язані з діяльністю людини. Прикладами абіотичних факторів є всі чинники неживої природи: кліматичні (температура, вологість, тиск повітря, вітер), хімічні (солоність і кислотність води, хімічний склад ґрунту), фізичні (світло, шум, радіоактивне випромінювання). Біотичні фактори — це всі форми взаємодії з іншими живими організмами (харчові зв’язки, конкуренція, вплив патогенних мікроорганізмів і паразитів). Антропічні (антропогенні) фактори можуть стосуватися як прямого впливу людини (полювання на тварин, вирубування лісу, збирання грибів), так і опосередкованого — через зміну умов довкілля (радіаційне й хімічне забруднення, зміна клімату й місць проживання). Кожен екологічний фактор має межі інтенсивності, у яких організм може існувати. Верхнє значення інтенсивності, вище за яке життя стає неможливим, має назву максимум фактора, а нижнє, відповідно, — мінімум. Інтервал між максимумом і мінімумом — це діапазон толерантності, чи межі витривалості, виду. Найсприятливіше значення екологічного фактора — це його оптимум, а зона найближчих до нього значень — зона оптимуму (рис. 53.1). Є різні закономірності дії екологічних факторів У середині XIX століття німецький учений Юстус фон Лібіх зацікавився факторами, що впливають на ріст рослин. Він виявив, що коли рослинам не вистачало в ґрунті якогось одного елемента, то їхній ріст припинявся, незалежно від наявності чи навіть надлишку інших речовин. Лібіх сформулював цей закон мінімуму так: «Урожай визначається речовиною, що перебуває в мінімумі». Наприклад, брак Нітрогену в ґрунті не можна компенсувати внесенням калійних добрив, а брак Калію — надлишком Фосфору. Якщо рослинам бракує і Калію, і Нітрогену, то лімітувальним буде той елемент, якого бракує більше. Закон Лібіха можна розширити, включивши до нього температуру, світло, хімічний склад повітря, води та ґрунту — тобто будь-які екологічні фактори, що обмежують ріст і розвиток живих організмів. Такі фактори називають лімітувальними....
0 Переглянути

Колообіг речовин і елементів

9 Клас

У попередньому параграфі ми з’ясували, що в екосистемах спостерігається лінійний потік енергії: сонячна енергія поглинається продуцентами й потім передається від одного трофічного рівня до іншого, підтримуючи існування екосистеми, та зрештою розсіюється у вигляді теплоти. Зміна енергії в екосистемах (як, зрештою, і загалом у Всесвіті) підпорядковується законам термодинаміки. Перший закон термодинаміки (закон збереження енергії) стверджує, що енергія не утворюється нізвідки й не зникає безслідно, а здатна лише переходити з однієї форми в іншу. Стосовно екосистем це означає, що вся енергія, яка міститься на всіх трофічних рівнях у вигляді хімічних зв’язків у живих і мертвих організмах, колись була енергією, яку вловили автотрофні організми. Відповідно до другого закону термодинаміки теплова енергія не може бути використана живими організмами для виконання роботи, тому в екосистемах немає «колообігу» енергії. На відміну від енергії, хімічні елементи в екосистемах беруть участь у складних колообігах, живі організми включають їх до свого складу та повертають назад у довкілля. Розглянемо колообіг двох найважливіших хімічних елементів — Карбону та Нітрогену. У колообігу Карбону беруть участь усі живі організми на планеті Карбон є основою всіх органічних сполук і входить до складу всіх без винятку живих організмів, тому роль цього елемента для життя важко переоцінити. Карбон перебуває в природі в різних формах: у складі викопних вуглеводнів (нафта, природний газ), простих неорганічних сполук (вуглекислий газ, карбонати) і, звісно, у складних органічних сполуках у живих організмах. В атмосфері Карбон перебуває переважно в складі вуглекислого газу й метану, у літосфері — у вигляді вугілля, нафти, карбонатів, графіту та інших сполук....
0 Переглянути

Харчові зв’язки

9 Клас

У попередньому параграфі ми почали ознайомлення з основами екології — науки про взаємодію живих організмів між собою та з довкіллям. Живі істоти можуть взаємодіяти між собою найрізноманітнішими способами, але найтиповішим є поїдання одних організмів іншими: травоїдні тварини поїдають рослини, хижаки поїдають травоїдних тварин або інших хижаків. Розгляньмо просту систему, у якій є один вид, що харчується іншим. Виживання хижака безпосередньо залежить від того, наскільки ефективно він полює на жертву. Водночас жертва для збереження себе та свого виду повинна мати можливість уникнути поїдання. Такий «конфлікт інтересів» веде до своєрідних «перегонів озброєнь»: хижаки удосконалюють методи полювання, а жертви — способи захисту. Якщо один із видів відстане в цих перегонах, йому загрожує вимирання. Це дуже нагадує ситуацію, описану Льюїсом Керроллом в «Алісі в Задзеркаллі»: «— У нас, — пояснила Аліса, ледь переводячи дух, — коли отак довго мчиш, мов ошпарений, то зазвичай опиняєшся в іншому місці. — Яка повільна країна! — зауважила Королева. — А в нас, як бачиш, біжиш мов ошпарений, аби тільки втриматися на місці». Подібно до Чорної Королеви, заради того, щоб вижити, і хижакам, і жертвам треба постійно еволюціонувати, відповідаючи на еволюційні пристосування опонентів. Це явище іноді ще образно називають принципом Чорної Королеви, а взаємозалежний паралельний розвиток видів, які пов’язані в одній екосистемі, — коеволюцією. Насправді, цей принцип стосується не лише хижих тварин, а й загалом усіх організмів, що харчуються один іншим, зокрема й рослиноїдних видів. Дуже яскраво цю проблему розкрив у казці «Маленький принц» Антуан де Сент-Екзюпері: «Мільйони років у квітів ростуть колючки. I мільйони років баранці все ж їдять квіти. То хіба це не поважна річ — зрозуміти, чому вони так стараються випустити колючки, які їм нічого не дають?» Тепер, на підставі отриманих знань, ми можемо відповісти Маленькому принцові, що, відповідно до принципу Чорної Королеви, рослини та рослиноїдні тварини (фітофаги) в екосистемі коеволюціонують — рослини виробляють пристосування для захисту від фітофагів (наприклад, колючки), а фітофаги — способи обійти захисні механізми рослин....
0 Переглянути

Різноманітність екосистем

9 Клас

У цьому розділі ми ознайомимося з основами екології — науки про взаємодію живих організмів між собою та з середовищем їхнього існування. Термін «екологія» запропонував Ернст Геккель понад 150 років тому, у 1866 році. Слово «екологія» в перекладі з грецької означає «наука про дім». До речі, у повсякденному мовленні це поняття часто вживають у значенні «навколишнє середовище», «довкілля» чи навіть «чистота навколишнього середовища», хоча це зовсім неправильно. Екологія — це наука, а навколишнє середовище — один з об’єктів її вивчення. Екологія розглядає сам організм як частину складнішої системи взаємин. Річ у тім, що жодна жива істота не мешкає у вакуумі. Живі організми конкурують між собою за ресурси та життєвий простір, співпрацюють, слугують один одному місцем проживання, харчуються один одним і намагаються не бути з’їденими, тобто пов’язані між собою та з довкіллям тисячами невидимих «ниточок». Саме ці зв’язки і є предметом вивчення екології. Екологія як наука, без перебільшення, має вкрай важливе практичне значення для всього людства. Наприклад, незнання базових екологічних закономірностей призвело до смерті 15 млн людей у Китаї протягом 1959-1961 років. Головною причиною стало, хай як це дивно, винищення звичайних горобців. Керівництво Китаю визнало горобців шкідниками за те, що вони їдять зерно. Наслідком такої необдуманої та жорстокої акції було винищення мільярдів птахів, неконтрольоване розмноження шкідників і — страшний голод. Відтак виникла необхідність відновлювати знищену популяцію горобців шляхом закупівлі живих птахів у Радянському Союзі та Канаді. Подібні катастрофи, нехай і не в такому величезному масштабі, відбувалися й продовжують відбуватися постійно, коли людина намагається бездумно втручатися у природні процеси, недооцінюючи їхню складність і багатоманітність. Екосистема є важливим поняттям екології Ключовим поняттям екології є поняття екосистеми, уведене британським екологом Артуром Тенслі 1935 року. Екосистема — це сукупність живих організмів і середовища їхнього проживання, що об’єднані системою фізичних, хімічних і біологічних зв’язків. Екосистема складається з двох компонентів: біотичного — тобто сукупності живих організмів (угруповання) та абіотичного — тобто середовища їхнього проживання. Прикладами екосистем є тропічний ліс і березовий гай, лісове озеро та кораловий риф, пшеничне поле й оаза в пустелі. Біотичним компонентом цих екосистем є всі тварини, рослини, гриби та...
0 Переглянути
Вперед
1 ... 183 184 185 186 187 188 189 190 191 ... 343
Назад

Навігація