Вам известно, что развитие живой природы, как правило, идет по пути усложнения организации. Почему же одни виды вымирают и сменяются другими?
Основными направлениями эволюционного процесса являются биологический прогресс и регресс. Эти направления были выявлены А.Н.Северцовым и И.И.Шмальгаузеном.
Биологический прогресс характеризуется возрастанием численности особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.
Биологический прогресс может быть достигнут путем ароморфозов, идиоадаптаций или дегенерации. Например, биологическому прогрессу покрытосеменных растений способствовали ароморфозы — появление цветка и плода, что привело к значительному усовершенствованию процессов опыления, оплодотворения, образования и распространения семян, размножения растений в целом.
Дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания.
иоадаптаций привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми. Благодаря идиоадаптациям образовалось большое число видов покрытосеменных растений.
У некоторых покрытосеменных растений биологический прогресс связан с упрощением организации — дегенерацией. Например, у паразитического растения повилики произошла утрата листьев и корней. В настоящее время биологический прогресс характерен для покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих.
Биологический регресс — направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов, популяций, сокращением ареала. Биологический регресс затронул многие виды земноводных, папоротниковидных. Конечный результат регресса — вымирание вида.
Причиной биологического регресса часто является деятельность человека. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания. Так, в начале XVII в. — были истреблены дикие быки — туры. Ко второй половине XVIII в. были полностью уничтожены морские млекопитающие — стеллеровы коровы. К началу XIX в. охотниками были полностью истреблены водившиеся в лесах Новой Зеландии крупные нелетающие птицы моа, достигавшие трехметрового роста.
Существуют и другие причины исчезновения видов.
олюц deb ия видов определяется взаимодействием естественного отбора и особенностями биологической организации видов. Однако возможности эволюционных изменений вида небезграничны, существуют эволюционные ограничения. Например, для каждого вида характерен определенный спектр мутаций. Некоторые мутации из-за отсутствия генетических предпосылок невозможны. Так, у мухдрозофил невозможны мутации, которые определили бы появление особей с зелеными или синими глазами.
Иногда самое успешное приспособление, способствующее прогрессу, на определенном этапе развития становится причиной эволюционных ограничений. Например, появление у насекомых трахей (органов воздушного дыхания) дало им широкие возможности для освоения воздушной среды обитания. Однако с по явлением трахей у насекомых кровеносная система стала более просто устроенной, в результате ухудшилось снабжение органов питательными веществами, что привело к уменьшению размеров тела. Самые крупные вымершие стрекозы достигали в длину 75 см, а самые крупные современные насекомые не превышают 12-15 см.
Таким образом, ограничивающие факторы сужают возможности дальнейших эволюционных изменений и зачастую приводят к биологическому регрессу.

Источник: www.AgroJour.ru

Причины исчезновения животных

• — Загрязнение окружающей среды. В основном, имеется ввиду загрязнение воздуха и загрязнение воды, поскольку именно это оказывает наибольшее влияние на состояние экосистем.
• — Деятельность людей. К примеру, строительство, или добыча полезных ископаемых. Также можно вспомнить про разжигание костров и замусоривание территорий.
• — Охота и рыбалка. Во все времена люди получали удовольствие от убийства животных. Но если раньше целью была ещё и добыча пропитания, то сейчас люди делают это лишь ради забавы.
• — Естественные факторы. Разумеется, про них тоже забывать не стоит.

Самые очевидные последствия

• — Потеря возможности биосферы к самовосстановлению. Фактически, это означает гибель большей части животных и растений.
• — Критическое нарушение пищевых цепочек, что также может привести к массовой гибели живых организмов.
• — Изменение климата. Дело в том, что экосистема сильно влияет на климат, поддерживает его. Уничтожение экосистемы приведёт к нарушению стабильности климата.

Заключение

Уничтожение любого из видов живых организмов может привести к нарушению баланса всей системы. Это случится по той простой причине, что в природе всё взаимосвязано, и исчезновение одного из звеньев цепи способно привести к разрушению всей цепи. Но, к счастью, природа не настолько беспомощна. Живые организмы умеют адаптироваться и эволюционировать. Именно это их сейчас и спасает от уничтожения.

Источник: naturae.ru

Вопрос 2. Что является показателями биологи­ческого прогресса? Регресса?

Показатели биологического прогресса:

увеличение численности особей таксона;
расширение ареала обитания;
появление подчиненных систематических групп (популяций в видах, видов в родах и т. д.).Показатели биологического регресса:

уменьшение численности особей таксона;
сужение ареала обитания;
уменьшение числа подчиненных система­тических групп.В настоящее время основным фактором, вызывающим биологический регресс множест­ва видов, является антропогенное воздействие, т. е. влияние человека на биосферу. В состоя­нии же биологического прогресса находятся преимущественно виды, чье существование неразрывно связано с человеком (домашние животные и культурные растения, паразиты и сорняки, виды-квартиранты вроде тараканов и др.).

Вопрос 3. Как можно объяснить существование на Земле организмов разной степени сложности?

Вершинами эволюции на нашей планете являются высшие растения, членистоногие, теплокровные позвоночные. Однако существу­ет множество других гораздо проще организо­ванных таксонов. Причина этого связана с тем, что усложнение строения вовсе не является обязательной целью эволюции. Цель состоит в достижении максимальной приспособленнос­ти к условиям окружающей среды, которая может наступить и на относительно низком уровне организации. Этому способствуют ста­бильные, «монотонные» условия обитания, наличие постоянного, не очень интенсивного источника энергии (пищи). Примерами слу­жат многие организмы-редуценты (бактерии, черви, грибы), кишечнополостные и губки, бактерии-хемосинтетики.

Источник: vsesochineniya.ru

Основная причина происходящего сейчас вымирания множества видов животных и растений — сокращение пригодных для их обитания территорий. Чтобы предсказывать скорость исчезновения видов на основе сведений об уменьшении площади их потенциального местообитания, экологи обратились к давно известной зависимости числа обнаруживаемых видов от площади обследования (размера пробы). Казалось бы, зная, как растет число видов при увеличении площади, на которой все эти виды учитываются, легко решить обратную задачу — построить зависимость числа выпавших (исчезнувших) видов от сокращающейся площади обследования. Однако из-за крайне неравномерного (пятнистого) распределения многих видов эта зависимость отличается от рассчитанной на основе данных о росте видового разнообразия при увеличении площади обследуемой территории. Снижение числа видов по мере уменьшения доступной им площади происходит несколько медленнее, чем предсказывает модель, построенная без учета неравномерностей пространственного распределения особей.

История Земли знала пять массовых вымираний — периодов, в течение которых исчезновение видов происходило гораздо чаще, чем обычно. В настоящее время, по оценкам специалистов, скорость вымирания в 100 или даже в 1000 раз превышает фоновую — ту, которая отмечается всегда и которая примерно уравновешена скоростью возникновения новых видов. Мы, несомненно, являемся свидетелями шестого массового вымирания организмов. И если бы только свидетелями! Нынешний кризис биоразнообразия вызван не природными катаклизмами, как все предыдущие, а деятельностью одного вида — человека разумного (Homo sapiens), оказавшегося чрезвычайно успешным в конкуренции с другими видами за общие ресурсы. Его численность во много раз превзошла ту, которую можно было бы ожидать для млекопитающего такого размера и с таким жизненным циклом.

Основная причина наблюдающегося сейчас исчезновения с лица Земли множества видов — сокращение площади их природных местообитаний. Поскольку специалистам в общем было известно, как с увеличением площади обследования растет число обнаруживаемых на этой площади видов, то, в принципе, эту зависимость можно использовать для прогноза ожидаемого вымирания видов.
ли, к примеру, мы знаем, как сокращается площадь, занятая тропическими лесами, то можем предсказать, как при этом уменьшится число обитающих в данных лесах видов. Согласно таким прогнозам, сделанным уже несколько десятилетий назад, за 50 лет с лица Земли должны были полностью исчезнуть от 20 до 50% всех существующих на ней видов. Однако, к счастью, вымирание происходит, видимо, всё же не столь быстро. Земля пока еще не потеряла половины видов. В чём причина расхождения прогноза и наблюдаемой картины?

Некоторые исследователи полагают, что прогноз верен, поскольку многие виды, пока еще присутствующие на Земле, на самом деле «приговорены» к тому, чтобы исчезнуть в самое ближайшее время. Их численность столь низка, что восстановление популяций уже невозможно. Или же, в случае животных и растений с длительной продолжительностью жизни, в популяции могут еще оставаться взрослые особи, но отсутствует пополнение молодыми поколениями. Подобную обреченность на скорое вымирание пока еще существующих видов называют иногда «задолженностью вымирания» (extinction debt).

Однако недавно два исследователя — Фэнглянг Хе (Fangliang He), специалист из Китая, работающий сейчас в Канаде, и Стивен Хаббел (Stephen Habbell), эколог из США, автор широко известной концепции «нейтрализма», — опубликовали работу, в которой подвергли сомнению традиционный подход к оценке уменьшения числа видов по мере сокращения площади местообитаний.
ычно исследователи используют подход, исходящий из кривых «виды — площадь» (species — area curve). Подобные кривые («кривые SAR» — Species Area Relationship) характеризуют зависимость числа найденных видов от площади обследования — например, число травянистых растений, обнаруженных на 1 м² луга, на 5 м², на 10 м², 20 м² и т. д. Чем больше площадь обследования (размер пробы), тем больше видов будет выявлено. Обычно такая кривая сначала возрастает быстро, а затем всё медленнее и медленнее.

Если же решать обратную задачу и посмотреть, как сокращается число видов по мере уменьшения пригодной для их обитания площади (а именно такая задача стоит перед исследователями, пытающимися оценить снижение видового разнообразия по мере уничтожения местообитаний), то ситуация становится несколько иной. Об исчезновении вида можно говорить только тогда, когда есть уверенность в том, что не осталось ни одной его особи. Для того же, чтобы говорить о появлении нового вида при расширении площади обследования, достаточно, чтобы исследователям попалась хоть одна его особь. Получается, что чтобы убедиться в том, что ни одной особи данного вида не осталось, почти всегда нужно обследовать значительно большую территорию, чем чтобы найти хотя бы одну особь нового вида (см. схему из работы Хе и Хаббела).

О скорости вымирания можно судить по кривой, обратной кривой SAR (Backwards SAR). Эта кривая — вогнутая, зеркально симметричная кривой SAR. Она соответствует реальности, но только в том случае, когда особи всех видов распределены в пространстве достаточно равномерно и никаких скоплений не образуют. В природе же большинство видов, напротив, демонстрируют как раз пятнистое (агрегированное) распределение, и это обстоятельство несколько меняет характер зависимости видового разнообразия от сокращающейся площади обследуемой территории. Наличие таких различий и было показано в работе Хе и Хаббела сначала на математической модели, а потом и на реальных данных — примерах нескольких участков тропического леса, для которых известно пространственное распределение всех деревьев всех видов, и маршрутных учетов птиц в Северной Америке. Обнаружилось, что уменьшение числа видов по мере сокращения площади, занятой определенным типом местообитаний, происходит не так быстро, как того можно было ожидать на основании кривой (Backwards SAR), не учитывающей неравномерность пространственного распределения.

Таким образом, вымирание, вызванное сокращением площади местообитаний, оказывается менее значительным, чем это предполагалось ранее. «Задолженность вымирания» в ряде случаев может быть артефактом использованной методики прогнозирования. Авторы работы подчеркивают, однако, что разрушение природных местообитаний всё равно остается главной причиной вымирания множества видов, а полученные в ходе их исследования результаты ни в коем случае не должны служить поводом для успокоения. Серьезные угрозы биологическому разнообразия нашей планеты всё равно остаются.

Источник: Fangliang He, Stephen P. Hubbell. Species–area relationships always overestimate extinction rates from habitat loss // Nature. 2011. V. 473. P. 368–371.

См. также: Carsten Rahbek, Robert K. Colwell. Biodiversity: Species loss revisited // Nature. 2011. V. 473. P. 288–289.

Алексей Гиляров

Источник: elementy.ru

(Урок в 11-м классе)

Оборудование: таблицы и карточки с изображением исчезнувших и исчезающих видов животных и растений.

ХОД УРОКА

1. Опрос по предыдущей теме

На доске в одной колонке приведен список загрязняющих веществ и техногенных воздействий, а в другой (вразнобой) – перечень последствий загрязнения этими веществами окружающей среды. Учащимся предлагается выписать номера веществ, отвечающих предложенному заданию (1-й вариант – загрязнители атмосферного воздуха, 2-й вариант – природных вод, 3-й вариант – почвы), и буквенные индексы соответствующих каждому веществу последствий.

Ответы.
Воздух: 1-б; 2-а; 5-в; 8-з; 9-а; 10-в.
Вода: 3-ж; 4-е; 6-д; 7-ж; 8-з.
Почва: 3-ж; 4-е; 6-д; 7-ж; 8-з; 11-г.

2. Изложение новой темы

Цитата: «Массовое исчезновение видов, переживаемое Землей в настоящее время, – вторая по значимости угроза для цивилизации после угрозы термоядерной войны».

Вопрос. Как вы понимаете это утверждение? Какую роль играют живые организмы в биосфере Земли?

На доске написаны два изречения:

– человек – самый важный вид и может использовать мировые ресурсы как ему захочется;
– каждый вид имеет право на существование или хотя бы на борьбу за существование.

Вопрос к классу. Какое из этих изречений вы считаете более правильным и почему?
В процессе эволюции биосферы за несколько миллиардов лет Земля стала домом для неисчислимого количества видов живых организмов, 99% которых вымерли естественным путем или эволюционировали в новые виды. Известно, что за время существования биосферы произошло 5–6 массовых вымираний видов, господствовавших в свое время на планете. Однако после того, как на Земле появился человек, а по геологическим меркам это произошло совсем недавно, и особенно с началом интенсивного технического прогресса, темпы вымирания растений и животных ускорились в тысячу раз. В таких условиях исчезновение видов не может компенсироваться их возникновением в ходе эволюции, т.к. для развития одного вида необходимо от 2 000 до 100 000 поколений. Вымирание одних видов приводит к исчезновению других, связанных с ними пищевыми отношениями. По некоторым оценкам, в настоящее время на Земле каждые 30 мин исчезает один биологический вид. Может быть, эта цифра и преувеличена, но несомненно, что происходящее снижение биоразнообразия несравнимо с массовыми вымираниями видов в прошлом.

Вопрос к классу. Когда говорят об исчезающих видах, как правило, упоминаются животные. Значит ли это, что исчезновение растительных видов менее значимо? Какова роль растений в биосфере?
Число известных видов растений на Земле составляет около 350 000. По прогнозам ученых, от 16 до 25% из них в обозримом будущем навсегда исчезнут. (Обсуждаются причины вымирания различных видов растений – прямой сбор или заготовка древесины, случайное уничтожение редких экземпляров вместе с другими видами, например при сенокошении, изменение биотопов, осушение, загрязнение и т.д.)

Вопрос к классу. Летом нам часто досаждают комары. Но как вы думаете, к чему приведет уничтожение всех комаров?

Мы уже говорили, что биологическое разнообразие – основа функционирования экосистем, в том числе самой большой экосистемы Земли – биосферы. Ее можно представить как сложнейший механизм, состоящий из огромного количества винтиков. Потеря нескольких из них может и не принести заметного вреда, но потеря многих выведет механизм из строя. Каждый вид, каким бы незначительным он нам ни казался, занимает свою экологическую нишу и играет свою роль в обеспечении функционирования биосферы.
В 1850-е г. один натуралист наблюдал пролет стаи странствующих голубей, на 4 ч закрывшей небо. В ней было более 2 млрд птиц. В 1914 г. в зоопарке Цинциннати умер последний странствующий голубь, самка по имени Марта. В зоопарке теперь висит мемориальная табличка: «Этот вид вымер из-за алчности и легкомыслия человека». Бесконтрольная промысловая охота привела к вымиранию одного из самых многочисленных видов.
(Далее следует сопровождаемый показом рисунков рассказ о гигантском голубе дронте, стеллеровой корове, бескрылой гагарке, диком туре, тарпане.)
Этот грустный список можно продолжать. И сейчас много видов находится на грани исчезновения – возможно, их уже не увидят ваши дети и внуки. Это суматранский и яванский носороги, которых осталось менее 100 особей, снежный барс, большая панда и другие. Некоторых видов уже нет в дикой природе, они сохранились только в зоопарках или в полувольных условиях – калифорнийский кондор, лошадь Пржевальского. Резко снизилась численность популяций синего кита, коршуна-слизнееда, бенгальского тигра, белоголового орлана, серого варана и многих других видов.
Обратите внимание, что речь идет о крупных животных, часто находящихся на последних трофических уровнях, имеющих низкую скорость размножения и приносящих обычно всего по 1–2 детеныша (яйца). Некоторые из этих животных узко специализированы в питании (большая панда, коршун-слизнеед), то есть имеют слишком много уязвимых мест, поэтому страдают в первую очередь.
Каковы же причины вымирания этих животных? (Причины, приводящие к вымиранию видов животных, формулируются в ходе беседы с классом и записываются на доске.)

1. Промысловая охота без контроля. Браконьерство.
2. Вылов животных (рептилии, попугаи, обезьяны и т.д.) и сбор растений для продажи.
3. Уничтожение и нарушение мест обитания, зимовок и размножения (вырубка лесов, осушение болот и т.д.).
4. Конкуренция с человеком за ресурсы. Чрезмерное регулирование численности хищников человеком.
5. Загрязнение (ДДТ, другие пестициды, тяжелые металлы и т.д.).

Вопрос к классу. Как вы считаете, какие из этих проблем на современном этапе стоят особенно остро? (Обсуждаются проблемы загрязнения, вырубки лесов, осушения болот.)

Как же человек может помочь братьям меньшим? Существует Красная книга, куда вносятся виды, находящиеся под угрозой исчезновения.

В нашу Красную книгу занесены :

• 94 вида млекопитающих (выхухоль, амурский лесной кот, ирбис и др.);

• 9 видов рыб (атлантический осетр, севанская форель и др.);

• 80 видов птиц (розовый пеликан, степной орел, стерх, сапсан и др.);

• 37 видов пресмыкающихся (серый варан, большеглазый полоз и др.);

• 9 видов земноводных;

• 803 вида высших сосудистых растений;

• 29 видов лишайников и т.д.

Высшие растения представлены в Красной книге такими видами, как железное дерево, тисс ягодный, платан восточный, дуб понтийский, сосна пицундская. Много среди исчезающих видов и травянистых растений.

Списки Красной книги не постоянны. Как только какой-то вид выходит из-под угрозы исчезновения, он исключается из списка. Благодаря каким мерам становится возможным спасение видов? (Возможные меры по сохранению видов и ограничения их применения обсуждаются с классом и записываются на доске.)

1. Регулирование охоты по срокам и местам обитания вплоть до полного запрета добычи редких видов. Регламентация рубок или сбора видов растений. Ограничение: браконьерство, уничтожение животных или растений случайно или по незнанию.

2. Создание генных банков, позволяющих в дальнейшем восстановить вид с помощью клонирования. Ограничение: организмы, выращенные из хранившихся длительное время клеток или семян, могут оказаться неприспособленными к среде обитания. Ведь окружающие условия меняются, а соответствующих эволюционных изменений в сохраняемом генетическом материале не происходит.

3. Содержание и размножение в неволе (зоопарки, ботанические сады) с последующей реакклиматизацией. Ограничение: содержание животных требует больших средств. На содержание 700 уссурийских тигров в США тратится около 2,5 млн долларов в год. Многие виды растений размножаются очень медленно.

4. Охрана атмосферы и природных вод от загрязнения. Ограничение: высокая себестоимость очистных сооружений, сиюминутные противоречия с необходимостью экономического развития.

5. Охрана видов одновременно с охраной мест их обитания. Создание заповедников, заказников, национальных парков, резерватов (объясняется разница между этими понятиями). Наиболее оптимальный подход, развитие которого, однако, затрудняется рядом общих факторов (браконьерство, глобальное загрязнение).

Справка: в России в 1995 г. действовало 93 заповедника, 17 биосферных заповедников, 28 национальных парков и т.д.

3. Обобщение и подведение итогов урока

Предлагается небольшая самостоятельная работа. Попробуйте определить причины вымирания в настоящее время следующих видов и дать свои рекомендации по их сохранению.

• 1-й вариант: синий кит, большая панда, скопа.

• 2-й вариант: русский осетр, уссурийский тигр, дрофа.

(Если на выполнение этой работы не остается времени, она предлагается в качестве домашнего задания.)

От редакции

К сожалению, многие авторы, приводя примеры животных и растений, включенных в Красную книгу, и общее количество видов той или иной группы, не указывают, о каких именно списках идет речь. Это может привести к путанице. Как известно, существуют Красная книга Международного союза охраны природы, национальные Красные книги, Красные книги отдельных регионов и областей. Применительно к нашей стране издавалась также Красная книга СССР.
В настоящее время официальными списками редких и охраняемых видов, действующими на всей территории России, являются:

• Красная книга РСФСР (растения), 1988 г.;

• Красная книга Российской Федерации (животные), 2001 г.

Первая включает в себя 533 вида растений и 17 видов грибов. Вторая содержит сведения о 414 видах животных, относящихся к следующим систематическим группам: кольчатые черви – 13 видов, мшанки – 1 вид, плеченогие – 1 вид, моллюски – 42 вида, членистоногие – 98 видов, круглоротые – 3 вида, костные рыбы – 39 видов, земноводные – 8 видов, пресмыкающиеся – 21 вид, птицы – 123 вида, млекопитающие – 65 видов. Членистоногие представлены ракообразными (3 вида) и насекомыми: стрекозы – 1 вид, прямокрылые – 2 вида, жуки – 36 видов, перепончатокрылые – 23 вида, бабочки – 3 вида. Кроме того, в списки Красной книги РФ 2001 г. издания занесены сведения еще о 8 видах рыб, 3 видах птиц и 9 видах млекопитающих, в отношении которых угрожающее состояние распространяется только на отдельные подвиды или популяции.

 

Источник: bio.1sept.ru