Содержание

Экология 7-8 класс, школьный этап (I этап), г. Москва, 2017-2018 учебный год

Содержание

  1. Задание 1. «Экологические группы растений и животных». (5 баллов)
  2. Задание 2. «Среда обитания». (3 балла)
  3. Задание 3. «Строение и среда обитания». (2 балла)
  4. Задание 4. «Экологические связи человека». (5 баллов)
  5. Задание 5. «Биотопическое распределение организмов». (10 баллов)
  6. Задание 6. «Строение и среда обитания». (4 балла)
  7. Задание 7. «Адаптации организмов к условиям среды». (6 баллов)

Задания, ответы и критерии оценивания

В итоговую оценку суммируются все баллы за семь заданий. Максимальноеколичество баллов – 35.

Задание 1. «Экологические группы растений и животных». (5 баллов)

Содержание ↑

В приведённых ниже словах, обозначающих названия растений и животных,обитающих на разных территориях, переставлены буквы. Переставьте буквытак, чтобы получились правильные названия:

А. Лес

1) льсо, 2) зебёра, 3) цинаси, 4) накаб, 5) шалныд.

Б. Луг и поле

1) важоконор, 2) шакомар, 3) кзенукич, 4) ревелк, 5) чавудокин.

В. Водоём

1) шукягал, 2) кярса, 3) шамкы, 4) рьсака, 5) тисонктр.

Правильный ответ:

  • А. 1) лось, 2) берёза, 3) синица, 4) кабан, 5) ландыш
  • Б. 1) жаворонок, 2) ромашка, 3) кузнечик, 4) клевер, 5) одуванчик
  • В. 1) лягушка, 2) ряска, 3) камыш, 4) карась, 5) тростник

Оценивание: Всего 5 баллов за 15 правильно восстановленных слов, т. е. по 1 баллу за каждые три правильно названных растения или животных.

Всего – 5 баллов.

Задание 2. «Среда обитания». (3 балла)

Содержание ↑

Почему в весеннем лесу снег тает дольше, чем на поле? Какое это имеетзначение для лесных растений? Как можно задержать снеготаяние на полях?

Правильный ответ:

  1. В лесу больше тени, поэтому прохладнее и снег тает медленнее. Кроме того,его задерживает и сами деревья.
  2. Более длительное таяние весеннего снега в лесу позволяет накопить почвебольше влаги. Микроклимат леса способствует меньшему испарению снега и,как следствие – больше воды, необходимой растениям, остаётся в почве.
  3. Продолжительное снеготаяние не приводит к бурному смыву почвы иподстилки, которое наблюдается, например, на полях или открытых участкахпоймы, а значит, больше питательных веществ остаётся в почве для растений. Задержать снеготаяние можно на полях с помощью лесополос, оставлениястерни и пр.

Оценивание: по 1 баллу за описание каждого правильного пункта.

Всего – 3 балла.

Задание 3. «Строение и среда обитания». (2 балла)

Содержание ↑

Объясните, почему рыбы, обитающие на больших глубинах в морях и океанах,имеют или очень маленькие, или сильно увеличенные глаза.

Правильный ответ:

На глубину океана проникает мало света. Чтобы ориентироваться в такихусловиях у рыб формируется либо очень чувствительная зрительная системас большими глазами (1), либо она редуцируется, и рыбы ориентируютсяс помощью других органов чувств (2), которые компенсируют недостатокзрения (обоняния, осязания и др.).

Оценивание: 1 балл за каждый правильный пункт в ответе (в описании онипомечены цифрами).

Всего – 2 балла.

Задание 4. «Экологические связи человека». (5 баллов)

Содержание ↑

Внимательно прочитайте следующие утверждения. Какие из них Вы считаетеверными, а какие нет?

  • А. Человек разумный – один из более 1,7 миллиона известных наукебиологических видов.
  • Б. Человек разумный не является составной частью экосистемы Земли.
  • В. Биологическая сущность человека проявляется в стремлении сохранить своюжизнь и продолжить её через размножение.
  • Г. На современном этапе развития цивилизации на человека и человеческиепопуляции уже не распространяются основные экологические законы.
  • Д. Экологические отличия человечества от популяций других видов заключается в масштабах экологических связей и особенностях их реализации.

Правильный ответ:

  1. Да – А; В; Д.
  2. Нет – Б; Г.

Оценивание: 1 балл за каждое правильно оцененное утверждение.

Всего – 5 баллов.

Задание 5. «Биотопическое распределение организмов». (10 баллов)

Содержание ↑

Какая среда будет наиболее оптимальной для указанных организмов? Выберитеправильный ответ и обоснуйте его.

  • а) пшеница: лес, луг, пустошь, вырубка, пастбище;
  • б) бобр: река, протекающая по степи, река, протекающая по еловому лесу, река,протекающая по осиновому лесу, река, протекающая по тундре;
  • в) лось: лиственный лес, хвойный лес, поле, болото;
  • г) колорадский жук: хвойный лес, капустное поле, луг, картофельное поле;
  • д) окунь: озеро, болото, подземный водоём;
  • е) рыжий таракан: лес, чистая комната, поле, кухня;
  • ж) большая синица: сосновый лес, поле, озеро, парк с кормушками.

Правильный ответ:

  • а) поле, т. к. открытое местообитание и достаточно воды в почве;
  • б) река, протекающая по осиновому лесу, т. к. этому виду нужна не только река,но и лиственные деревья для строительства плотин, хаток, а также для питания;
  • в) лиственный лес, т. к. лось лесной вид и молодые лиственные деревья нужныему для питания в осенне-зимний период;
  • г) картофельное поле, т. к. этот вид питается картофелем;
  • д) озеро, т. к. окуню требуется открытый, богатый кормом водоём;
  • е) кухня, т. к. здесь тепло для этого южного вида и достаточно корма;
  • ж) парк с кормушками, т. к. это лесной вид, а кормушки дают дополнительныйисточник корма (особенно в зимний период).

Оценивание: по 1 баллу за каждый правильный пункт и правильноеобъяснение. В случае если вариант выбран правильно, но не дано объяснение,то балл не начисляется.

Всего – 7 баллов.

Задание 6. «Строение и среда обитания». (4 балла)

Содержание ↑

В какой среде обитания будут жить самые быстро передвигающиеся животные?

Назовите некоторых из них (до четырёх примеров). Почему в других средахскорости передвижения значительно ниже?

Правильный ответ:

В наземно-воздушной среде (сокол, стриж, гепард, мухи-журчалки, стрекозы идругие).

В других средах обитания плотность выше, соответственно, выше сопротивление движущемуся объекту. Кроме того, здесь важно указать о строении иформе тела (обтекаемости).

Оценивание: 1 балл за правильное указание среды обитания. 2 балла за болеечем 2 правильных примера быстро передвигающихся животных. 1 балл за 2 или1 правильный пример. Плюс 1 балл присуждается, если приведено объяснениепричины быстрого передвижения в наземно-воздушной среде или болеемедленного в других средах.

Всего – 4 балла.

Задание 7. «Адаптации организмов к условиям среды». (6 баллов)

Содержание ↑

Разные группы животных, освоившие сушу, имеют сходные приспособления (адаптации) для экономного расходования воды и существования в жарких условиях. Назовите и приведите примеры таких адаптаций, сгруппировав их в несколько типов (поведенческие, морфологические, физиологические).

Правильный ответ:

Способы регуляции водного баланса можно разделить на поведенческие,морфологические, физиологические:

  1. Поведенческие связаны с поисками водопоев, выбором мест обитания,рытьём нор (в них влажность воздуха может достигать 100 %). Они способствуют снижению испарения через покровы, экономят влагу в организме. Ночнаясуточная активность (змеи, хищные млекопитающие).
  2. Морфологические: различные образования, способствующие задержаниюводы в теле (раковины наземных улиток, чешуя рептилий, развитие покровову насекомых).
  3. Физиологические: способность к образованию метаболической влаги(жировые запасы верблюда, сусликов, сурков), экономия воды при выделениимочи и кала (верблюд, черепахи), развитие выносливости к обезвоживаниюорганизма, величина потоотделения и отдачи воды со слизистых (грызуны,пустынные птицы – рябок, дрофа, саксаульная сойка).

Оценивание: за каждый из трёх правильных пунктов в ответе можно получитьмаксимально 2 балла (если названа адаптация и приведены примеры) илитолько 1 балл (если нет примеров или они не подходят к данному типуприспособлений).

Содержание ↑

Всего – 6 баллов.

Человек разумный является составной частью экосистемы земли. История развития экологических связей человечества

Вариант 1.

1. Нарисуйте график, иллюстрирующий, как народонаселение Земли росло с древних времён по наши дни и как оно продолжает расти.

2. Два племени живут в разных климатических условиях, не общаясь друг с другом. Одно племя занимается охотой, другое – земледелием и скотоводством. Как Вы думаете, какое племя имело лучшие усло­вия для жизни, какие проблемы природопользования возникали у этих племён?

3. Ответьте, за счёт каких видов энергии повышается энергоёмкость производства продуктов питания от первобытного общества к рабо­владельческому и от доиндустриального к индустриальному.

4. Выберите правильные утверждения. В современном человеческом обществе по сравнению с первобытным обществом социальные связи:

А) ослабли; Б) усилились; В) остались на прежнем уровне.

5.

«Экологические связи человека».

Вариант 2.

1. Поясните слова французского писателя Ф. Шатобриана: «Леса предшествовали человеку – пустыни следовали за ним».

2. Почему учёные считают, что забота о стариках в древнем обществе привел человечество к прогрессу?

3. Экологи убеждены, что использование более продуктивных сортов с/х растений и пород животных решает не только экономические, но и природоохранные проблемы. Объясните почему.

4. Выберите правильные утверждения:

А) Животные, в отличие от человека, не способны обмениваться информацией с себе подобными.

Б) Трофическая ёмкость среды обитания современного человече­ства возросла по сравнению с первобытным обществом.

В) Информационные связи современного человека не могут быть адресованы будущим поколениям.

Г) Согласованные действия организмов усиливают воздействие на окружающую среду.

5. Ознакомьтесь с таблицей и охарактеризуйте состояние и степень антропогенного влияния на природную среду. Какие страны в ос­нов­ном несут ответственность за мировой экологический кризис? Чем это обусловлено? Какие страны вносят наибольший вклад в ста­били­зацию окружающей среды за счёт сохранившихся в естествен­ном со­стоянии территорий?

КОЭФФИЦИЕНТ АНТРОПОГЕННОГО ДАВЛЕНИЯ И ДОЛЯ (%) СО­ХРАНИВШИХСЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (1986г.)

Примечание: 1 – Австралия, 2 – Бразилия, 3 – Нидерланды, 4 – ФРГ, 5 – Япония, 6 – Республика Корея, 7 – Индия, 8 – Китай, 9 – Россия, 10 – Алжир, 11 – Канада, 12 – США, 13 – Мексика, 14 – весь мир.

«Экологические связи человека».

Вариант 3.

1. Как влияли охота и собирательство на окружающую среду?

2. Охарактеризуйте особенности информационных связей человека с глубокой древности до наших дней.

3. Каковы перспективы развития экологических связей человечества?

4 . Выберите правильные утверждения.

А) Человек разумный – один из трёх миллионов известных науке биологических видов.

Б) Человек разумный не является составной частью экосистемы Земли.

В) Биологическая сущность человека проявляется в стремлении со­хранить свою жизнь и продолжить её через размножение.

Г) На современном этапе на человека и человеческую популяцию не распространяются экологические законы, например, закон оп­ти­мума, закон ограничивающего фактора, конкурентного исклю­чения и другие.

Д) Экологические отличия человечества от популяций других ви­дов заключаются в масштабах экологических связей и особенно­стях их реализации.

5. Ознакомьтесь с таблицей и охарактеризуйте состояние и степень антропогенного влияния на природную среду. Какие страны в ос­нов­ном несут ответственность за мировой экологический кризис? Чем это обусловлено? Какие страны вносят наибольший вклад в ста­били­зацию окружающей среды за счёт сохранившихся в естествен­ном со­стоянии территорий?

КОЭФФИЦИЕНТ АНТРОПОГЕННОГО ДАВЛЕНИЯ И ДОЛЯ (%) СО­ХРАНИВШИХСЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (1986г.)

Примечание: 1 – Австралия, 2 – Бразилия, 3 – Нидерланды, 4 – ФРГ, 5 – Япония, 6 – Республика Корея, 7 – Индия, 8 – Китай, 9 – Россия, 10 – Алжир, 11 – Канада, 12 – США, 13 – Мексика, 14 – весь мир.

«Экологические связи человека».

Вариант 4.

1. Каковы основные этапы в истории способов добывания пищевых ресурсов человечеством?

2. Схематически изобразите связь между промыслом животных, из­менениями компонентов природы и последствиями этого для челове­чества.

3. Объясните, что такое промышленная революция. Приведите при­меры изобретений, перевернувших мир за последние 100-200 лет.

4. Выберите правильные утверждения. Главными особенностями пи­щевых связей современного человечества являются:

А) усложнение;

Б) упрощение;

В) укорочение;

Г) удлинение;

Д) возрастание энергетической цены производства каждой кало­рии пищевой продукции;

Е) падение энергетической цены производства каждой калории пищевой продукции.

5. Ознакомьтесь с таблицей и охарактеризуйте состояние и степень антропогенного влияния на природную среду. Какие страны в основ­ном несут ответственность за мировой экологический кризис? Чем это обусловлено? Какие страны вносят наибольший вклад в ста­били­зацию окружающей среды за счёт сохранившихся в естествен­ном со­стоянии территорий?

КОЭФФИЦИЕНТ АНТРОПОГЕННОГО ДАВЛЕНИЯ И ДОЛЯ (%) СО­ХРАНИВШИХСЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ (1986г.)

Примечание: 1 – Австралия, 2 – Бразилия, 3 – Нидерланды, 4 – ФРГ, 5 – Япония, 6 – Республика Корея, 7 – Индия, 8 – Китай, 9 – Россия, 10 – Алжир, 11 – Канада, 12 – США, 13 – Мексика, 14 – весь мир.

338. Выберите правильные утверждения.

а) Человек разумный – один из трех миллионов известных науке биологических видов.

б) Человек разумный не является составной частью экосис­темы Земли.

в) Биологическая сущность человека проявляется в стрем­лении сохранить свою жизнь и продолжить ее через размножение.

г) На современном этапе на человека и человеческую по­пуляцию не распространяются экологические законы, на­пример закон оптимума, закон ограничивающего фактора, конкурентного исключения и другие.

д) Экологические отличия человечества от популяций дру­гих видов заключаются в масштабах экологических связей и особенностях их реализации.

339. Выберите название вида, соответствующее человеку разумному:

а) Homo errectus; б) Homo sapiens; в) Homo habilis.

340. Выберите правильное утверждение. Человеку для под­держания жизнедеятельности требуется в сутки примерно:

а) 2500 кал; б) 2500 ккал; в) 250 ккал; г) 1000 кал.

341. Ответьте, за счет каких видов энергии повышается энер­гоемкость производства продуктов питания от первобытного общества к рабовладельческому и от доиндустриального к ин­дустриальному.

342. Экологи убеждены, что использование более продук­тивных сортов сельскохозяйственных растений и пород животных решает не только экономические, но и природоохран­ные проблемы. Объясните почему.

343. Начертите два графика. Первый оценивает рост числа людей, способных прокормиться на территории 500 га во вре­мена разных общественных формаций (в первобытном общест­ве – 1 человек, в рабовладельческом – 100, в феодальном – 200, в индустриальном – 3000). Второй показывает зависи­мость вложенной энергии в получение продовольствия на тер­ритории 500 га от типа общества (энергия измеряется в услов­ных единицах (у.е.) мускульной энергии человека). В перво­бытном обществе – 1 у.е.» в рабовладельческом – 20 у.е., в феодальном – 40 у.е., в индустриальном – 30 000 у.е.

Сравните наклон кривых двух графиков. Объясните отличия. Зная тенденцию роста производства продовольствия и затра­ченной на это энергии, оцените перспективы этих процессов в будущем. Выскажите свой прогноз. Как должно развиваться человечество, чтобы избежать экологических проблем при про­изводстве продовольствия?

344. Расположите названия предков современного человека (человека разумного) друг за другом в порядке их происхожде­ния: человек умелый, кроманьонец, человек прямоходящий (питекантроп и синантроп), австралопитек, неандерталец.

345. Почему ученые считают, что забота о стариках в древ­нем обществе привела человечество к прогрессу?

346. Два современных племени живут в разных, но климати­чески сходных между собой местах, не общаясь друг с другом. Одно племя занимается охотой, другое – земледелием и ско­товодством. Предположите, какое из племен имеет относи­тельно более стабильные условия для жизни. Какие проблемы природопользования возникают у этих племен?

347. Поясните слова французского писателя Ф. Шатобриана: «Леса предшествовали человеку – пустыни следовали за ним».

348. Почему в наше время невозможно образование новых человеческих рас или подвидов? Выберите правильный ответ:

а) нет генетического материала;

б) отсутствует (или очень

Читать книгу Гигиена и экология человека Коллектива авторов : онлайн чтение

12.7. Человеческие экосистемы

Экосистемы, в состав которых входит человек, называются человеческими экосистемами. Человеческая экосистема отражает ценности и цели человеческого общества, основные движущие силы в этих системах имеют социальную природу. Человеческие экосистемы подчиняются законам, присущим природным системам. Функционирование человеческих экосистем зависит от взаимодействия всех элементов, включая живые организмы, неживую природу, понимание ценностей, потребностей и отношений человеческого общества, управляющего этой экосистемой.

Понятие «экосистема» прежде всего ассоциируется с природой. Люди являются неотъемлемой частью той экосистемы, в которой обитают, но при этом человеческие экосистемы обладают несколькими принципиальными отличиями от собственно природных экосистем. Человеческие экосистемы детерминированы деятельностью человека (человек является доминантным видом).

Человеческая деятельность определяется социальными системами и направлена на реализацию целей, имеющих социальное, а не биологическое значение. Без понимания деятельности людей нельзя адекватно воспринимать современный мир. Однако эту деятельность нельзя оценить без рассмотрения общественных целей, которые ее направляют.

Из всех биологических видов только человек обладает способностью к разумному целеполаганию. Человек изобрел множество способов взаимодействия с окружающей средой. Человеческое общество изменяет свою и природные экосистемы, создает и поддерживает существование искусственных систем в соответствии со своими потребностями, но не может изменить основные законы их функционирования.

Все существующее на Земле подчиняется экологическим законам. Поведение любой экосистемы зависит от ее организации:

• видового состава;

• характеристик абиотической среды;

• истории развития.

Некоторые из этих компонентов человек может контролировать непосредственно, другие – косвенно, третьи (например климатические условия или генетические особенности большинства популяций) – недоступны для вмешательства человека, четвертые – в связи со сложностью экосистем могут быть неизвестны.

Человеческие экосистемы подчиняются следующим законам.

Принцип Ле-Шателье – Брауна: внешнее воздействие, выводящее систему из устойчивого равновесия, вызывает в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Если система не может скомпенсировать влияние внешнего воздействия, то она либо разрушается, либо переходит в новое устойчивое состояние (рис. 12.9).

Принцип удаленности событий: явление, удаленное по времени и в пространстве, кажется менее существенным. В природопользовании этот принцип особенно часто становится основой неверных практических действий.

Принцип внезапного усиления патогенности: неожиданное усиление патогенности возникает при мутации болезнетворного организма, при внедрении нового болезнетворного организма в экосистему, при резком изменении среды жизни для экосистемы.

Принцип разумной достаточности и допустимости риска: расширение любых действий человека не должно приводить к социально-экономическим и экологическим катастрофам.


Рис. 12.9. Изменение геохимической обстановки за время существования биосферы

Правила взаимоприспособленности: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество представляет собой внутреннюю противоречивую, но единую и взаимно увязанную систему.

Правило интегрального ресурса: чем сильнее отрасли хозяйства, конкурирующие в сфере использования природных систем, изменяют экологический компонент или всю экосистему, тем значительнее они наносят ущерб друг другу.

Принцип меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем нельзя переходить пределы, позволяющие сохранять свойство самоподдержания (самоорганизации и саморегуляции).

Принцип соответствия условий среды генетической предопределенности организма: вид организма может существовать пока окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к колебаниям и изменениям.

Принцип цепных реакций «жесткого» управления природой: в результате технического управления природными процессами возникают цепные реакции, приносящие экологический, социальный и экономический вред.

Сферы экосистемы человека, стресс, пределы и способности экосистемы к самовосстановлению

Экосистему человека можно представить в виде нескольких сфер: сфера окружающей среды, сфера индивидуального управления и сфера политического планирования (табл. 12.2).

Сфера окружающей среды объединяет функционирующие в соответствии с законами природной экосистемы структурные особенности системы:

• геобиологические феномены роста и развития животных и растений;

Таблица 12.2. Сферы человеческих экосистем

• динамику популяций и сообществ;

• обмен питательных веществ и энергии в цепях питания.

Сфера индивидуального управления описывает поведение отдельных людей или организаций, непосредственно контактирующих с окружающей природной средой и целенаправленно или непреднамеренно воздействующих на нее. Поведение отдельных людей предопределяет способы воспроизводства населения, миграционные потоки, формирование экономических явлений.

Сфера политического планирования объединяет механизмы, направляющие развитие отдельных секторов общества с помощью политики или экономики.

Основная особенность человеческих экосистем заключается в двустороннем взаимодействии между обществом и окружающей средой, поддерживающей существование этого общества. Среда включает в себя базу ресурсов для большинства видов человеческой деятельности и удовлетворения собственных потребностей людей. Поведение среды влияет на поведение человека, управляющего ею, и наоборот.

Человеческие экосистемы – это открытые системы. Они требуют поступления ресурсов, топлива, технологий, выхода на рынки и т. д. Для существования одного города, например, необходимо:

• определенное пространство;

• пищевые продукты;

• запасы леса для обеспечения строительными материалами и бумагой;

• вода для питья, использования в промышленности и отведения отходов;

• воздух для дыхания и рассеивания выхлопов автомобилей, отходов промышленных предприятий и электростанций;

• поступление энергии и сырья.

Даже маленький город зависит сразу от нескольких видов человеческих экосистем. Некоторые могут располагаться внутри или около города, другие – быть связанными с ним с помощью транспортной сети. Изменения в одной из подсистем обязательно вызовет нарушение в другой или третьей. Оптимальное функционирование всех подсистем возможно только при условии их согласованного действия.

Для оценки человеческих экосистем разработан антропоэкономический подход, который позволяет выделить 5 секторов и 5 функций общественного механизма.

Сектор человекопотребления контролирует эффективность потребления природных, материальных и технологических ресурсов, затраты живого труда, человекоемкость производства.

Сектор учета прогнозирует и минимизирует издержки, загрязнения окружающей среды.

Сектор трансформации преобразует производственный продукт в компоненты систем жизнеобеспечения популяции.

Сектор человекопроизводства формирует резерв популяционного потенциала.

Сектор баланса обеспечивает органы государственного управления и заинтересованные структуры информацией о соотношении человекопотребления и человекопроизводства.

В условиях современной информационной нагрузки человеческие экосистемы подвергаются более мощному экологическому стрессу – основному механизму этиопатогенеза экопатологии.

Стресс – это неспецифическая реакция организма в ответ на действие интенсивных, биологически значимых факторов. Стресс проявляется фазным изменением состояния физиологических систем и обмена веществ организма, его защитно-приспособительных возможностей. Стресс бывает различного происхождения и может вызывать как приспособительные, так и патологические изменения в разных системах и органах. Стресс разделяют на непсихогенный и психогенный (психоэмоциональный). Непсихогенный стресс формируется под влиянием физических, механических, химических и биологических факторов или при опасном для жизни недостатке необходимых веществ. Психоэмоциональный стресс возникает под влиянием постоянно нарастающих негативных социальных факторов. Длительный психоэмоциональный стресс приводит к снижению функциональных возможностей центральной нервной системы. Клинически проявляется развитием неврозов, неврастений, истерий. Психоэмоциональный стресс является фактором риска в возникновении гипертонической и гипотонической болезни, атеросклероза, ишемической болезни сердца, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, нейрогенных заболеваний кожи, эндокринных заболеваний и др.

Развитие стресса и его исход зависят от состояния нервной, иммунной системы организма, эндокринных органов, особенно гипофиза и надпочечников, кровообращения. Большое значение в развитии стресса имеет интенсивность воздействия фактора и степень адаптации организма (рис. 12.10). Адаптация формируется при многократном воздействии стрессорного агента в оптимальном режиме. Например, жители высокогорья устойчивы к кислородному голоданию (гипоксическому стрессу), спортсмены – к физическому стрессу и т. д.

На формировании устойчивости к стрессорным воздействиям влияют возраст, пол и конституция человека. В частности, новорожденные более легко переносят гипоксию, женщины более резистентны к кровопотере, чем мужчины. Большое значение в развитии стресса у человека имеет чрезмерное физическое напряжение и противоположное состояние – гиподинамия.

При обычном варианте развития стресса наблюдаются три стадии: 1) реакция тревоги; 2) стадия резистентности; 3) стадия истощения.

Первая стадия характеризуется экстренной мобилизацией защитных сил организма, направленной на борьбу с патогенным действием фактора или на устранение уже возникших негативных реакций организма.

Длительное, особенно периодическое, действие факторов вызывает тренирующий эффект. В результате организм вступает во вторую стадию стресса, при которой на смену экстренной приходит долговременная адаптация организма с повышенной устойчивостью к экстремальному фактору.


Рис. 12.10. Взаимосвязь интенсивности действия фактора и включения адаптационных механизмов в организме человека

Вместе с тем стресс может стать фактором развития в организме патологических состояний. В случае интенсивного продолжительного действия стрессорного фактора и недостаточности регулирующих систем формируется третья стадия стресса – истощение. На этой стадии преобладают катаболические процессы, снижается масса органов, развиваются атрофические и дегенеративные изменения. Специфическая и неспецифическая резистентность организма снижается.

Опасные и вредные физические, химические и биологические экологические факторы могут вызывать развитие непсихогенного стресса. При действии непсихогенных экстремальных факторов возникновение различных форм патологии возможно на всех этапах формирования стрессорного состояния.

Во-первых, реакция тревоги, напряжения может не развиваться, если интенсивность вредного фактора превышает возможности систем приспособления организма. Во-вторых, возможна слабая или неадекватно сильная активация гипофизарно-надпочечниковой и симпатоадреналовой систем. В-третьих, при действии интенсивных патогенных факторов среды обитания после реакции тревоги, проявляющейся общим возбуждением, фаза резистентности не развивается, а сразу возникает истощение систем регуляции и угнетение физиологических функций.

Современным способом рассмотрения экосистем с учетом человеческих ценностей является определение способности экосистемы к восстановлению.

Сохранение в течение долгого времени способности человеческих экосистем к самовосстановлению поддерживает баланс между обществом и окружающей средой и сохраняет способность системы противостоять или нейтрализовать возмущающие воздействия.

На способность человеческой экосистемы к восстановлению влияет ряд факторов. Они могут быть природными (восстановление лесов), относиться к сфере индивидуального управления, сфере политического планирования (войны или межнациональные конфликты). Под воздействием общественных изменений в соответствии с традициями и привычками корректируется стратегия управления экосистемами, приводящая к изменениям структуры. Любая коррекция влияет на природную среду, временно снимая экологическую проблему. При этом может возникать новая экологическая проблема, которая потребует новых коррекций в будущем. Такой способ управления сокращает способность экосистем к восстановлению. Когда процесс становится необратимым, наступает понимание того, что состояние экосистемы выходит из-под контроля.

12.8. Этические взгляды на экосистемы. Возможности устойчивого развития человеческих экосистем

Сутью экологической этики является экоэтический императив (нравственное предписание морального отношения человека к природе и ее творениям), который заключается в четырех базовых положениях.

♦ Живая и неживая природа является ценной сама по себе и имеет право на существование и процветание независимо от полезности, бесполезности или вредности для человека.

♦ Взаимодействие человека с природой (дикой флорой и фауной) строится на основе равноценности и равноправия.

♦ Разумность и культура налагают на человека исключительные обязанности по отношению к природе (ее дикой флоре и фауне).

♦ Природоохранная деятельность определяется в первую очередь необходимостью сохранять природу (биоразнообразие) ради нее самой.

Выполнение экоэтического императива может привести к достижению экоэтического идеала, представляющего собой сообщество, где одновременно с удовлетворением человеческих потребностей может быть достигнуто равновесие живых существ и экосистем. Основная функция состоит в том, чтобы показать направление движения человечества по пути морального совершенствования.

Необходимым условием функционирования человеческой экосистемы является его способность решать этические проблемы. Для этого в экологической этике разработаны принципы и правила. Принципы имеют общий характер и говорят, какие действия человек обязан осуществить или воздерживаться от них. Существует пять экоэтических принципов:

• принцип невредительства, запрещающий разрушительные действия со стороны человека в отношении как отдельных биотических сообществ, так и экосистемы в целом;

• принцип невмешательства, требующий воздерживаться от каких-либо вмешательств в функционирование целых экосистем и биотических сообществ;

• принцип порядочности, обязывающий не нарушать доверия, оказываемого нам природой;

• принцип соблюдения прав, основанный на признании и уважении прав природы;

• принцип справедливого возмещения, призванный компенсировать нанесенный природе ущерб.

Сохранение современной цивилизации будет возможно при изменении основы производственной деятельности людей. Необходимо создание экологичных производств, вписывающихся в биогеохимические циклы биосферы и не нарушающих ее равновесия.

Преодоление экологического кризиса невозможно только техническими средствами. Человечество ожидает длительный и трудный процесс преобразования природы и общества. Решающее значение будет иметь формирование цивилизации, отвечающей новым потребностям человека и согласованной с новыми реалиями окружающей природы. Необходимо опираться не только на новую технологическую основу производственной деятельности, но и на понимание места человека в окружающем мире, формирование новой нравственности.

Наряду с новой модернизацией человечеству предстоит создать новую культуру взаимоотношений между людьми и с природой, субъектом которой является человек. В ее основе должно лежать соответствующее воспитание и образование, знание законов биоэтики. Очень важно формирование системы экологических знаний и принципов взаимоотношения человека с природой.

Основная цель экологического образования и воспитания – формирование мировоззрения человека, основанного на направленности деятельности человека не на эксплуатацию природы или сохранение ее в первозданном виде, а на ее развитие, способное содействовать развитию общества.

Принцип современного антропоцентризма основан на понимании факта, что дальнейшее развитие человечества может происходить только совместно с дальнейшим развитием природы. Человечество может существовать в условиях стабильных биогеохимических циклов (как естественных, так и искусственных) только в случае, если его энергетические потребности будут снижены в 10–12 раз.

Способность экосистем к самовосстановлению

Способность экосистемы самовосстанавливаться и саморегулироваться в течение сукцессионного, или эволюционного, отрезка ее существования называется экологической надежностью. Простейшим механизмом поддержания экологической надежности экосистемы является замена выбывшего вида другим, близким экологически, происходящая на уровне различных сообществ вплоть до биогеоценозов. Самовосстановление природной экосистемы – это самостоятельный возврат к состоянию динамического равновесия, из которого она была выведена действием природных и антропогенных факторов. Процесс самовосстановления разделяется на стадии, которые выделяются по доминирующим видам, сложности строения и устойчивости экосистемы. В биосфере имеется большой набор процессов регулирования, позволяющих ей компенсировать изменяющиеся условия.

Самовосстановление и саморегуляция являются природными свойствами экосистем, поэтому почва, воздух и вода в природных экосистемах способны к самоочищению. Самоочищение – естественное разрушение загрязнителя в среде в результате процессов, происходящих в экосистеме. Потенциал самовосстановления свойств окружающей среды связан с поглощением водными поверхностями до 50 % природных и техногенных загрязнителей. То же происходит на поверхности зеленых насаждений: 1 га городских зеленых насаждений поглощает в течение часа такое же количество СО2, которое выдыхают 200 человек.

Однако из-за вымирания многих биологических видов (звень ев трофических цепей) под натиском деятельности человека экосистемы теряют способность к восстановлению и начинают разрушаться сами.

Биологическое разнообразие экосистем

Одним из факторов оптимального функционирования экосистем и биосферы в целом является биологическое разнообразие, которое обеспечивает устойчивость экосистем к внешним стрессовым воздействиям и поддерживает в них подвижное равновесие.

Живое от неживого отличается большим разнообразием и способностью сохранять и существенно увеличивать это разнообразие. Эволюцию жизни на Земле можно рассматривать как процесс структурирования биосферы, процесс увеличения разнообразия живых организмов, форм и уровней их организации, процесс возникновения механизмов, обеспечивающих устойчивость живых систем и экосистем в постоянно изменяющихся условиях нашей планеты. Способность экосистем поддерживать равновесие, используя для этого наследственную информацию живых организмов, делает биосферу и экосистемы вещественно-энергетическими системами в полном смысле.

Биоразнообразие является результатом эволюции. Чем старее экологическая система, тем более разнообразный видовой состав она имеет. Биологическое разнообразие обеспечивает устойчивость биосферы через взаимосвязи и взаимодействия между собой и неживым веществом.

Биоразнообразие обеспечивает нас новыми источниками питания, энергии, сырья, химических и лекарственных продуктов. Его снижение нарушает энергетические потоки и пищевые цепи экосистемы, что может привести к их деградации.

Стабильность и устойчивость экосистем

Важнейшими показателями динамики экосистем являются устойчивость и стабильность. Устойчивость экосистем – это способность экосистемы и ее отдельных частей противостоять колебаниям внешних факторов. Под стабильностью экосистемы понимают ее способность сохранять свою структуру и функциональные свойства при воздействии на нее внешних факторов.

Выделяют два типа устойчивости экосистем.

Резистентная устойчивость – это способность экосистемы сопротивляться нарушениям, поддерживая неизменной свою структуру и функцию.

Упругая устойчивость – это способность системы восстанавливаться после того, как ее структура и функция были нарушены.

Системы с высокой резистентной устойчивостью способны воспринимать значительные воздействия, существенно не изменяя своей структуры, т. е. практически не выходя за пределы равновесного состояния. Если внешнее воздействие превышает определенные критические значения, то такая система обычно разрушается. Предельные значения внешних воздействий, которые система способна выдержать без разрушения, соответствуют запасу ее жесткости.

Системы с малой резистентной устойчивостью для нормального существования должны обладать высокой упругой устойчивостью. Они более чувствительны к внешним факторам, под действием которых частично деформируют свою структуру, но после снятия или ослабления действия этих факторов возвращаются в исходное равновесное состояние. При превышении пороговых воздействий такая система теряет устойчивость. Резистентная и упругая устойчивости взаимоисключают друг друга. Например, многие леса очень часто горят (низкая резистентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (высокая упругая устойчивость).

Стабильность глобальной экосистемы обеспечивается избыточностью ее функциональных компонентов. Устойчивость динамической системы и ее способность к самосохранению зависит от преобладания внутренних взаимодействий над внешними. Поскольку основной объединяющий фактор в биогеоценозах – это пищевые цепи, то чем более многообразен состав, тем устойчивее экосистема.

Человек в экосистеме Земля

Министерство образования Саратовской области

ГАУ ДПО “СОИРО”

Кафедра естественно – научного образования.

Тема:«Человек в экосистеме Земля»

Жучкова Л.П.

г.Аткарск

МОУ – ООШ №6

Конспект урока по экологии в 9 классе: «Человек в экосистеме Земля».

Цели:

Предметные результаты:

— выявить причины социально – экологических проблем современности и связанных с ними экологических кризисов, рассмотрев историю развития экологических связей человечества.

Метапредметные и личностные результаты:

— сформировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель учебной деятельности – формулировка вопроса урока.

— сформировать умение преобразовывать информацию из одного вида в другой: текст в таблицу.

— поднять учащихся на новый уровень осмысления глобальных проблем, показав их взаимосвязь и взаимообусловленность;

— научить обрабатывать, обобщать и анализировать полученную информацию, видеть причинно — следственные связи;

— воспитывать у детей качества толерантности и поликультурности; уважения к миру, в котором живешь, ответственности за его будущее;

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: лекция с элементами беседы.

Этапы урока:

Этап №1. Актуализация знаний.

Этап №2. Изучение новой темы.

Как это все начиналось?

Экологические ниши человека и их эволюция.

Экологические кризисы и революции в истории цивилизации.

Есть ли надежда?

Этап №3. Закрепление темы. Итог урока.

Эпиграф к уроку:

…что есть человек?

Откуда он пришел?

Куда пойдет?

Генрих Гейне

Ход урока:

Этап №1.

Американский ученый Барри Коммонер в книге “Замыкающийся круг” сформулировал четыре основных закона экологии.

— Все связано со всем.

— Все должно куда-то деваться.

— Природа знает лучше.

— За все надо платить.

Человечество нарушает эти законы, поэтому это неизбежно приводит к тому, что экологические проблемы, имевшие в прошлом местный, локальный характер, приобретают в наши дни глобальные масштабы.

Как вы думаете, о чем сегодня пойдет речь на нашем уроке?

Этап №2.

Интересно, отличаются ли экологические связи животных от экологических связей человека? А если отличаются, то как все это начиналось? Как появились эти отличия?

По современным данным палеонтологии, предшественниками человека являются древние примитивные насекомоядные млекопитающие, давшие начало парапитекам.

Парапитеки появились около 35 млн лет назад. Это были древесные обезьяны, от которых произошли современные гиббоны, орангутаны и дриопитеки.

Дриопитеки возникли около 18 млн лет назад. Это были полудревесные, полуназемные обезьяны, которые дали начало современным гориллам, шимпанзе и австралопитекам.

Австралопитеки появились около 5 млн лет назад в безлесных степях Африки. Это были высокоразвитые обезьяны, которые передвигались на двух задних конечностях в полувыпрямленном положении. Их рост составлял 120-150 см, масса тела — 20-50 кг, объем мозга — около 600 см3. Освободившимися передними конечностями они могли брать палки, камни, другие предметы и использовать их для охоты и защиты от врагов. Изготовление орудий труда австралопитеками не установлено. Жили группами, употребляли как растительную, так и животную пищу. Австралопитеки, возможно, дали начало Человеку умелому. Этот вопрос остается дискуссионным.

Человек умелый сформировался 2-3 млн лет назад. Морфологически он мало отличался от австралопитеков, но именно на этой стадии произошло превращение обезьяны в человека, поскольку Человек умелый изготовил первые примитивные орудий труда. С этого момента изменились условия существования предков человека, в результате чего преимущества в выживании получили особи с признаками, способствующими прямохождению, способности к трудовой деятельности, совершенствованию верхних конечностей и познавательной активности мозга. Человека умелого считают предком архантропов.

Древнейшие люди (архантропы)

К ним относят, в частности, питекантропа и синантропа, принадлежащих в одному виду — Человек прямоходящий. Останки питекантропа были обнаружены в 1891 г. на острове Ява; останки синантропа — в 1927 г. в пещере близ Пекина. Питекантропы и синантропы были более схожи с австралопитеками, чем с современными людьми. Они имели рост до 160 см, объем мозга — 700-1200 см3. Они жили 2 млн — 200 тыс. лет назад, преимущественно в пещерах и вели стадный образ жизни. Изготавливаемые ими орудия труда были более разнообразны и совершенны, чем у Человека умелого. Считают, что у них были зачатки речи. Они пользовались огнем, что делало пищу легче усвояемой, защищало от хищников и холода, способствовало расширению ареала.

Древние люди (палеоантропы)

К ним относят неандертальцев. Впервые их останки найдены в долине р. Неандерталь в Германии в 1856 г. Неандертальцы были широко расселены в Европе, Африке и Азии в ледниковую эпоху 250-35 тыс. лет назад. Объем их мозга достигал 1400 см3. У них еще сохранились надбровные валики, относительно низкий лоб, массивная нижняя челюсть с зачатком подбородочного выступа. Они жили в пещерах группами по 50-100 человек, умели добывать и поддерживать огонь, питались растительной и животной пищей, изготавливали разнообразные каменные, костяные и деревянные орудия труда (ножи, скребки, рубила, палки и т.п.). У них существовало разделение труда: мужчины охотились, изготавливали орудия труда, женщины обрабатывали туши животных, собирали съедобные растения.

Современные люди (неоантропы)

Неандертальцев сменили люди современного физического типа — кроманьонцы — первые представители вида Человек разумный. Они появились около 50-40 тыс. лет назад. Некоторое время палеоантропы и неоантропы существовали совместно, но затем неандертальцы были вытеснены кроманьонцами. Кроманьонцы обладали всеми физическими особенностями ныне живущих людей: высокий рост (до 180 см), большой объем головного мозга (около 1400 см3), высокий лоб, сглаженные надбровные валики, развитый подбородочный выступ. Последний указывает на развитую членораздельную речь. Кроманьонцы строили жилища, делали одежду из шкур, сшитых костяными иглами, изготавливали изделия из рога, кости, кремня и украшали их резьбой. Кроманьонцы научились шлифовать, сверлить, знали гончарное дело. Они жили родовыми общинами, приручали животных, занимались земледелием. У них появились зачатки религии и культуры.

Выходит человек в своем развитии занимал не одну экологическую нишу. Интересно какие это ниши?

Ниша первобытных собирателей.

В рационе первобытных собирателей преобладала пища с небольшой долей животной пищи. Люди постоянно выполняли тяжелую работу по добыванию пищи и осваиванию больших кормовых территорий. Добытая пища лишь покрывала их энергетические потребности. Отрицательного воздействия на природу со стороны человека не оказывалось.

Ниша первобытных охотников и рыболовов.

Использование орудий охоты, охота группами, устройство загонных ям и загонных путей позволило занять экологическую нишу хищников. Начало использования огня привело к увеличению потребления животной пищи. Наблюдается первое отрицательное воздействие на природу – выжигание лесов для целей загонной охоты, затем для подсечно – огневого земледелия.

Ниша скотоводов и земледельцев.

Люди ведут сначала кочевой, а затем оседлый образ жизни. Это привело к уменьшению кормовых площадей, возникновению первых искусственных экосистем, примитивных агроценозов, разведению животных пригодных для одомашнивания. Переходу от свойственного всем животным экологического способа добывания пищи к социальному способу – производству продовольствия, созданию постоянных поселений с необходимым разделением труда, развитию социальных связей. Это способствовало появлению устойчивой материальной культуры и привело к возникновению цивилизации. Какие растения стал выращивать человек и каких животных приручил? Если посмотреть на карту древних очагов земледелия и скотоводства, она сходна с известной картой Вавилова Н.И., показывающей центры происхождения культурных растений, можно заметить, что очаги производящего хозяйства приурочены к засушливой области. На этом этапе возник экологический кризис засоления почвы, деградации примитивного поливного земледелия. Археологические раскопки показывают, что еще до нашей эры это вызывало локальные экологические катастрофы в бассейнах Нила, Ганга, Тигра, Сырдарьи, Ефрата.

Сегодня мы выращиваем скот и сеем зерно, выходит, человек до сих пор находится в экологической нише скотоводов и земледельцев.

Ниша современного человека, как биосоциального вида.

Экологическая емкость среды обитания современного человека существенно расширилась, пищевые связи усложнились, произошло удлинение и многократное увеличение энергетических затрат на единицу конечной продукции. Сейчас человек использует не примитивные орудия труда, а сложнейшие механизмы. Информационные связи человека расширились. Благодаря компьютерной технике человек способен воспринимать и накапливать информацию любой степени сложности. Человек – единственный вид на планете, способный использовать законсервированную солнечную энергию в виде органического топлива: уголь, нефть, газ, а так же атомную энергию. Все это стало возможным благодаря развитию социальных связей человека и теперь взаимосвязи человека с природой определяют как социально – экологические, а самого человека как биосоциальный вид. Человек настолько сильно преобразил свою экологическую нишу, что ее уже трудно назвать естественной средой обитания. Черты искусственной среды обитания проявляются наиболее ярко – это город.

Город – искусственная экологическая ниша современного человека.

Урбанизация – это процесс увеличения городов и городского образа жизни, процесс повышения роли городов в развитии общества. Более половины человечества живет в городах.

Положительные и отрицательные стороны жизни в городе.

Таблица 1.

Положительные стороны

Отрицательные стороны

Удобства

Комфорт

Облегчение быта

Плотность коммуникаций

Большой выбор и доступность разнообразных потребностей

Негативное влияние на здоровье

Потоки избыточной информации

Большое число загрязнителей

Дефицит времени

Состояние стресса

Мы так сильно меняем среду своего обитания, что это приводит к кризисным ситуациям. Любой экологический кризис приводит к экологической революции, а та, в свою очередь, создает предпосылки для развития следующего экологического кризиса. В детстве мы все разбирали игрушки, чтобы узнать как они работают. Но когда собирали их оставались лишние детали. Игрушка работать переставала. Наша земля напоминает разобранную игрушку в детстве. У природы мы забираем вещества, превращаем их в мусор – “лишние детали”, и исключаем из природного круговорота. Скоро наша игрушка – Земля перестанет работать. Есть ли надежда?

Согласно документам ООН: “человек одновременно является продуктом и творцом своей среды, которая дает ему физическую основу для жизни и обеспечивает интеллектуальное, моральное, общественное и духовное развитие… Поэтому для человеческого благосостояния и осуществления основных прав людей, включая и право на жизнь, важное значение имеет два аспекта – природная среда и та, которую создал человек”. Творцом среда, в которой живет современный человек, является он сам, значит, есть надежда на то, что человек не допустит гибели своей цивилизации и гибели планеты Земля.

Этап №3.

Выполнение тестовой работы.

1. Учение о биосфере создал:

а) Жан Батист Ламарк;
б) Луи Пастер;
в) Василий Васильевич Докучаев;
г) Алексей Николаевич Северцов;
д) Владимир Николаевич Сукачев;
е) Владимир Иванович Вернадский;
ж) Николай Иванович Вавилов.

2. Биосфера – это:

а) оболочка Земли, в которой существуют и взаимодействуют с окружающей средой (или когда-либо существовали и взаимодействовали) живые существа;
б) оболочка Земли, включающая часть литосферы, атмосферы и гидросферы;
в) оболочка Земли, в которой существует человечество.

3. Верхняя граница биосферы находится на высоте:

а) 100–120 м; б) 1–2 км; в) 10–12 км; г) 16–20 км; д) 100–120 км; е) 160–200 км.

4. Граница биосферы в океане находится на глубине:

а) 100–120 м; б) 1–2 км; в) 5–6 км; г) 10–11 км; д) 20 км; е) 100 км.

5. Граница биосферы в литосфере находится на глубине:

а) 1–2 м; б) 10–12 м; в) 100–120 м; г) 1 км; д) 3 км.

6. Правильны ли утверждения (да или нет):

а) 4 млрд лет тому назад, на заре зарождения жизни, существовали атмосфера, гидросфера и почва;
б) атмосферный азот появился в основном в результате вулканической деятельности;
в) энергия, заключенная в нефти, угле, торфе, – это связанная растениями энергия солнца;
г) ядерная энергия – это энергия солнца, связанная растениями и другими организмами;
д) почва представляет собой биокосное вещество, потому что состоит из минеральных компонентов, органических соединений и организмов;
е) биологический круговорот веществ в биосфере – основа для поддержания стабильных условий существования жизни и человечества;
ж) роль живых существ в разрушении и выветривании горных пород незначительна;
з) живые существа не способны менять климат планеты;
и) озоновый экран возник на Земле благодаря жизнедеятельности растений;
к) почва появилась при выходе организмов на сушу?

Формирование выводов по уроку.

– Что нового вы узнали на уроке?

– Что помогло вам сегодня узнать новое?

– Как вы оцениваете свою работу на уроке?

Домашнее задание — §30. Подготовить сообщение “экологические проблемы моей местности”.

Список литературы:

Журнал “Биология в школе” №7 — 2000 г.

“Глобальная экология” под редакцией Винокуровой Н.Ф.

“Основы экологии” под редакцией Черновой М.Н.

Поурочные разработки по биологии 9 класс под редакцией Пепеляевой О.А.

Интернет ресурсы.

Экосистема человека

Под термином «экосистема» можно понимать безразмерную устойчивую систему компонентов живого и неживого происхождения, в рамках которой осуществляется внутренний и внешний круговорот энергии и вещества. Каждый человек, вне зависимости от места рождения и проживания (будь то шумный мегаполис или деревня, остров или большая земля, пр.) – часть экосистемы.

Экосистемы человека – это разновидности экологических систем, непременным компонентом которых является сам человек. Специфическими особенностями экосистемы человека можно считать:

  • отражение ценностей человека и общества, в котором он живет;
  • отражение целей человеческого общества;
  • наиболее значимые движущие силы обладают социальной природой.

При этом важно не просто знать, но и осознавать, что законы, определяющие поведение экосистем человека, имеют такую же силу, как и в других экосистемах.

Человеческие экосистемы и их характеристика

Человеческие экосистемы зависят (определяются) деятельностью самого человека, так как в таких системах именно человек объективно выполняет роль доминантного вида, имея на это не только биологическое основание, но и социальное. Причина заключается в том, что человек наделен способностью воплощать в жизнь разумное целепологание посредством реализации большого количества способов, предполагающих взаимодействие с окружающей средой.

Только человек может осуществлять изменения и в свою, и другие природные экосистемы, реализуя свои нужды и пожелания. Кроме того, именно человек является единственным биологическим видом, который способен создавать и осуществлять поддержку новых экосистем определенного типа, имеющих искусственную базу, опираясь при этом на базовые законы эффективной жизнедеятельности, носящие естественный (природный) характер.

Человеческие экосистемы принято представлять в виде переплетения ряда сфер в различной степени:

  • сфера окружающей среды, выполняющая функции объединения частей экосистемы, компоненты которой функционируют, опираясь на законы природы: рост, развитие, динамика, обмен питательными компонентами и энергией;
  • сфера индивидуального управления предполагает описание поведенческих особенностей и механизмов отдельных представителей человеческой расы в ходне непосредственного взаимодействия с окружающей средой природного происхождения;
  • сфера политического планирования осуществляет объединение всех механизмов, посредством которых возможна выработка политических или экономических сигналов.

Роль экосистемы в жизни человека

Чтобы полноценно жить и развиваться даже современному человеку требуется осуществлять поддержку ряда условий в собственной экосистеме на вполне определенном уровне. К ним относятся:

  • температурный режим, который должен колебаться (в идеале) в пределах 20, максимум, 25 градусов Цельсия выше нуля;
  • режим освещения, в том числе и определенный режим в жилом помещении;
  • определенный уровень влажности, позволяющих сохранить здоровье кожного покрова, внутренних органов, слизистых оболочек и пр.;
  • достаточно чистый воздух;
  • достаточный объем чистой воды;
  • необходимый объем пригодных (в идеале – полезных) продуктов питания;
  • одежда;
  • пр.

Однако, чтобы получить многое из того, что необходимо для жизни, требуются вложения со стороны человека. Например, чтобы иметь достаточно провизии, необходимо вложить силы и средства в пищевую промышленность и сельское хозяйство, защиту и восстановление природных ресурсов.

Природа – это не только источник материальных благ, но и источник духовной культуры и наслаждения, оздоровления и психоэмоционального восстановления. Человек не должен забывать, что является частью природы. И, разрушая ее, приближает и собственную кончину.

Все чаще ученые, специализирующиеся в различных отраслях наук, обращают внимание общественности на том, что в последнее время связь между природой и человеком все менее сильной, что является последствием активного стремления удовлетворения собственных потребностей без учета последствий своих действий.

Влияние деятельности человека на экосистему

Сколько существует на земле человек, практически столько же времени он оказывает влияние (в последнее время все более и более активное) на состояние и поведение экосистемы. Безусловно, в самой системе имеют место эволюционные процессы, которые будут происходить вне зависимости от того, присутствует в этой экосистеме человек или нет. Хотя, ученые констатируют, что к настоящему моменту влияние человека на экосистему является абсолютным, что стало результатом значимого развития технологического прогресса, загрязнения окружающей среды, увеличения численности населения, т.д.

Анализ современного состояния природы, разрушительный роли человека в экосистеме, позволяет ответственно заявлять специалистам о необходимости принятия срочных мер по нормализации экосостояния окружающей среды. В противном случае, каждый человек прямо либо косвенно ощутить на себе причастность к экосистеме в скором или отдаленном будущем.

1.9 Человечество в экосистеме Земли.

Человек – биосоциальный вид Человек – один из 3 млн. известных сейчас биологических видов на Земле. Определено его место в системе животного царства: класс млекопитающих, отряд приматов, семейство гоминид, род человек, в котором до нашего времени дожил только один вид- человек разумный (Homo sapiens). С экологических позиций человечество можно рассматривать как общемировую популяцию биологического вида, составную часть экосистемы Земли. Но вид этот особый, существенно отличающийся от всех других видов, живущих на нашей планете. Изучая роль человека в экосистеме Земли, экология учитывает его специфическое положение, которое вытекает из его личности как биосоциального существа. Жизнь человека, как любого другого живого организма, невозможно без окружающей внешней среды. Как биологическому виду ему присущи обмен веществ с окружающей средой, стремление сохранить и продолжить свою жизнь во времени и пространстве, обеспечит максимум безопасности и комфорта. Постоянный приток атмосферного кислорода, питьевой воды, пищи с определенным набором биогенных элементов абсолютно необходим для биологической жизнедеятельности и существования человека. Человеческий организм, как и организм других животных, подчинен суточным и сезонным ритмам, реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивности солнечного излучения и т. д. В этом заключается основное экологическое сходство человечества с популяциями других биологических видов. Экологическое отличие человечества от популяций иных видов проявляются в уровне развития многих экологических связей и в особенностях форм их реализации. Суммарно эти различия наиболее отчетливо выражены в силе и масштабах влияния человечества на окружающую среду. Как популяция любого вида, человечество оказывает определенное воздействие на среду своей жизни, в свою очередь, испытывая ответное ее сопротивление. Но давление человечества несоизмеримо по своей мощи и скорости ее нарастания с влиянием на окружающую среду других видов. По масштабам оно сейчас существенно превосходит сопротивление среды, подавляет его на значительной части планеты. В отчетливом дисбалансе сил давления человечества на среду и ответного ее сопротивления заключается одна из самых существенных экологических особенностей человека. Таким образом, экологическое сходство человека с другими видами объясняется биологическим происхождением, принадлежностью к миру живой природы, где действуют биологические законы. А экологические его отличия определяются принадлежностью также и к человеческому обществу, где действуют законы общественные, т.е. социальные. Эта двойственность присуща только человеку, который представляет собой единственный на нашей планете биосоциальный вид. Как и в глубокой древности, современному человеку для поддержания жизнедеятельности требуется физиологическая норма- примерно 2500 ккал в сутки. В этом его биологическая сущность за многие тысячелетия не изменилась. Пищевые (трофические) связи древнего человека были простыми и непосредственными: потратил свою мускульную энергию на добывание пищи, съел добытое и восстановил свои энергозатраты. Но обязательно с превышением, чтобы осталось на процессы жизнедеятельности и согревание организма. Кроме того, добычи должно было хватить более слабым членам племени: детям, женщинам, старцам. Современный человек для производства пищи использует машины для обработки почвы, переработки сельскохозяйственного сырья, производства удобрений и т. д. При этом затрачивается энергия во многом превосходящая мускульную силу человека. Но благодаря этому многократно повысилась и продуктивность обрабатываемых земель. Значит, на такой же территории, где в древности мог прокормиться один из собирателей съестного, сейчас можно собрать урожай, достаточный для тысячи человек. Пищевые связи стали сложными, энергетическая цена 1 ккал конечной, потребляемой современным человеком пищи, возросла примерно в 10 раз. Главные особенности пищевых связей современного человечества- их усложнение, удлинение и примерно десятикратное возрастание энергетической цены производства каждой калории конечной пищевой продукции при тысячекратном уменьшении необходимой для этого площади. В результате общая экологическая (в данном случае- трофическая, т. е. пищевая) емкость среды обитания человечества возросла во много тысяч раз. Кроме пищевых изменились и информационные связи, уровень их развития качественно иной, чем у других живых существ. Во- первых, человек создал систему сложных сигналов- слов и фраз, в которых кодируется любая информация: как конкретно- описательная, так и абстрактно- логическая. Во- вторых, человек разработал технические средства, благодаря которым дальность действия информационных сигналов в пределах Земли стала практически безграничной, а скорость их передачи почти мгновенной. В- третьих, человек научился фиксировать информацию (рисунки, письменность, магнитная и электронная память), накапливать ее (книги, архивы, музеи, фоно- и видеотеки, информационные банки) и передавать в пользование всем последующим поколениям. Такой уровень развития информационных связей обеспечивает согласованные общественные действия большого числа людей. Это производственные, военные и иные коллективы, жители городов и поселков, население государств. В принципе они способны обеспечить координацию взаимодействия всей видовой популяции, человечества в целом. Способность к взаимодействиям со средой обитания в форме согласованных общественных действий означает, что человечеству свойственны социально- экологические связи с окружающим миром. В 20 веке социально- экологические связи человечества все более отчетливо стали приобретать характер конфликта с природой, который к концу века достиг критического уровня. Давление человечества на среду обитания, стало несоизмеримо с ее способностью к сопротивлению. Своей деятельностью человек постоянно нарушает основные принципы естественного устройства биосферы. Это обстоятельство таит в себе угрозу полного разрушения природы Земли. Угроза возникновения острого глобального экологического кризиса приобретает реальные очертания, а в отдельных регионах мира экологическая ситуация становится близкой к катастрофической. Возникла парадоксальная ситуация. С одной стороны, человек использует биосферу, чтобы дышать и питаться, а с другой- разрушает ее своей деятельностью. Несовместимость этих процессов в конце века стала настолько очевидной, что многие эксперты уже предостерегают: над человечеством нависла угроза экологического катастрофы. Основные принципы естественного устройства биосферы: 1. Аккумулируя энергию в виде сложных органических соединений и рассеивая ее в виде тепла, природа создала эволюционно сложившийся тепловой баланс, который человек нарушает. Если автотрофные растения, с которых начинается трансформация солнечной энергии в живое вещество, преобразуют ее из рассеянного состояния в концентрированное, синтезируя органическое вещество, то человек напротив, забирая органическое вещество, в том числе и из запасников природы, сжигает его, переводя сосредоточенную в нем энергию из концентрированного в рассеянное состояние. Причем при ведении работ по добыче энергетических ресурсов человек разрушает биологические характеристики почв, происходит гибель или деградация растительного покрова, загрязняются водные объекты и атмосфера, формируются отвалы пород, что приводит к подъему уровня грунтовых вод и появлению в окружающей местности контурного кольца из озер, болот т.д. 2. Биохимические циклы биогенных элементов, участвующих в природных круговоротах, отработаны эволюционно и не приводят к накоплению отходов. Человек же использует вещество планеты крайне неэффективно, при этом образуется огромное количество отходов, многие их которых переводятся из пассивной формы, в которой они находились в природной среде, в активную, токсическую форму. В сферу хозяйственной деятельности вовлечены практически все элементы таблицы Д. И. Менделеева, а также синтезированное человеком огромное количество соединений. В результате происходит «обогащение» биосферы не свойственными ей соединениями, т.е. нарушается естественное соотношение химических элементов и веществ. Для сравнительной оценки на рисунке 1.16 представлены упрощенные схемы круговоротов веществ в природе и в хозяйственной деятельности человека. Сравнительный анализ представленных схем круговоротов наглядно подтверждает исключительно экономное использование вещества биосферы в природе. Человек же «копирует» природные круговороты с точностью до наоборот – лишь 1 – 2% первичного сырья используется в круговоротах, а 98 – 99% уходит в отходы. 3. При огромном многообразии видов конкурентные и хищнические отношения между ними способствуют установлению биологического равновесия. Исчезновение любого из видов – это не только безвозвратная потеря природного генофонда, но и снижение устойчивости отдельных экосистем и биосферы в целом как огромной и чрезвычайно сложной экосистемы. Путь человечества, к сожалению, отмечен гибелью многих представителей флоры и фауны. Сегодня, по некоторым данным, на Земле исчезает ежедневно один биологический вид. 4. Человек способствовал нарушению популяционной стабильности. Растет количество сопутствующих человеку видов (крыс, тараканов т.п.), а численность многих других популяций, напротив, сокращается, причем иногда в катастрофических размерах, что ставит вид под угрозу полного уничтожения. 5. Расширяя хозяйственную деятельность, человек в короткие сроки меняет параметры экологических факторов, и многие виды не успевают приспособиться к таким быстрым изменениям. Таким образом, хозяйственная деятельность человека приобретает такие масштабы, когда нарушаются все основные принципы естественного устройства биосферы: энергетический баланс, сложившийся круговорот веществ, многообразие видов и биологических сообществ, популяционная стабильность и приспособленность живых организмов к среде обитания.

Рисунок 1.16- Упрощенные схемы круговорота веществ в природе и хозяйственной деятельности человека [41].

ХРУПКАЯ ЭКОСИСТЕМА ЗЕМЛИ И БЕЗОТВЕТСТВЕННОЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

Мы видим бездонное голубое небо, зеленые леса и луга, слышим пение птиц, дышим воздухом, состоящим почти целиком из азота и кислорода, плаваем по рекам и морям, пьем воду или пользуемся ею, загораем в ласковых солнечных лучах — и все это воспринимаем как естественное и обыденное. Кажется, иначе и быть не может: так было всегда, так будет вечно! Но это глубокое заблуждение, порожденное повседневной привычкой и незнанием того, как и почему планета Земля стала такой, какой мы ее знаем. Планеты, устроенные иначе, чем наша, не только могут быть, но и реально существуют во Вселенной. Но есть ли где-нибудь в глубинах космоса планеты с экологическими условиями, более или менее близкими к земным? Такая возможность весьма гипотетич на и минимальна. Земля если не уникальное, то, во всяком случае, «штучное» произведение природы.

Основные экосистемы планеты. Горы, леса, пустыни, моря, океаны — пока еще относительно чистая природа — и мегаполисы — средоточие жизни и деятельности людей, способных превратить Землю в сплошную свалку.

Такой красивой видится из космоса Земля — уникальная планета, породившая жизнь.

Наука и жизнь // Иллюстрации

На рисунке представлены этапы эволюции планеты Земля и развития на ней жизни.

Вот только некоторые из негативных последствий, вызванных деятельностью человечества на Земле. Воды морей и океанов загрязняются нефтью, хотя существует не один способ ее сбора. Но воды засоряются и банальными бытовыми отходами.

Нет обитаемого континента, где не дымили бы фабрики и заводы, не к лучшему изменяя окружающую атмосферу.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Картина, типичная для любого крупного города Земли: бесконечные вереницы машин, от выхлопных газов которых болеют люди, гибнут деревья…

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Наука и жизнь // Иллюстрации

Экологически чистые производства — единственное, что даст возможность если и не сделать планету более чистой, то хотя бы оставить ее такой, какой мы ее получили.

Долгое становление экосистемы Земли

Прежде всего напомним о том, как шла эволюция Солнечной системы. Примерно 4,6 миллиарда лет назад одно из множества вихревых газопылевых облаков в пределах нашей Галактики стало уплотняться и превращаться в Солнечную систему. Внутри облака сформировался основной шарообразный, тогда еще холодный вращающийся сгусток, состоящий из газа (водорода и гелия) и космической пыли (осколков атомов более тяжелых химических элементов от ранее взорвавшихся гигантских звезд), — будущее Солнце. Вокруг него под влиянием нараставшей гравитации стали обращаться более мелкие сгустки того же облака — будущие планеты, астероиды, кометы. Орбиты одних из них оказались ближе к Солнцу, других — дальше, одни строились из крупных сгустков межзвездной материи, другие — из меньших.

Поначалу это не имело особого значения. Но со временем силы гравитации все более уплотняли Солнце и планеты. А степень уплотнения зависит от их исходной массы. И чем сильнее сжимались эти сгустки материи, тем больше они разогревались изнутри. При этом тяжелые химические элементы (прежде всего — железо, силикаты) плавились и опускались к центру, а легкие (водород, гелий, углерод, азот, кислород) оставались на поверхности. Соединяясь с водородом, углерод превращался в метан, азот — в аммиак, кислород — в воду. На поверхности планет тогда царил космический холод, поэтому все соединения находились в виде льда. Над твердой частью располагался газообразный слой водорода и гелия.

Однако массы даже таких крупных планет, как Юпитер и Сатурн, оказалось недостаточно для того, чтобы давление и температура в их центрах достигли той точки, когда начинается термоядерная реакция, а внутри Солнца такая реакция началась. Оно раскалилось и около четырех миллиардов лет назад превратилось в звезду, посылающую в пространство не только волновое излучение — свет, тепло, рентгеновские и гамма-лучи, но и так называемый солнечный ветер — потоки заряженных частиц материи (протонов и электронов).

Для формирующихся планет начались испытания. На них обрушились потоки тепловой энергии Солнца и солнечный ветер. Холодная поверхность протопланет разогрелась, облака водорода и гелия поднялись над ними, а ледяные массивы воды, метана и аммиака растаяли и стали испаряться. Гонимые солнечным ветром, эти газы уносились в космос. Степень такого «раздевания» первичных планет определяло расстояние их орбит от Солнца: ближние к нему испарялись и обдувались солнечным ветром наиболее интенсивно. По мере того как планеты «худели», их гравитационные поля ослабевали, а испарение и выдувание усиливались, пока самые близкие к Солнцу планеты полностью не развеялись в космосе.

Меркурий — ближайшая к Солнцу из сохранившихся планет — сравнительно небольшое, очень плотное небесное тело с металлическим ядром, но едва заметным магнитным полем. Он практически лишен атмосферы, а его поверхность покрыта спекшимися каменистыми породами, которые в дневное время раскаляются Солнцем до 420-430оС, а потому жидкой воды здесь быть не может. Более удаленная от Солнца Венера по размерам и плотности очень похожа на нашу планету. У нее почти такое же большое железное ядро, но из-за медленного вращения вокруг своей оси (в 243 раза медленнее Земли) она лишена магнитного поля, которое могло бы защитить ее от солнечного ветра, губительного для всего живого. Венера, правда, сохранила довольно мощную атмосферу, на 97% состоящую из углекислого газа (СО2) и менее чем на 2% из азота. Такой газовый состав создает мощный парниковый эффект: СО2 мешает солнечному излучению, отраженному венерианской поверхностью, уходить в космос, из-за чего поверхность планеты и нижние слои ее атмосферы раскалены до 470°С. В таком пекле о жидкой воде, а следовательно, о живых организмах не может быть и речи.

Другой наш сосед, Марс, почти вдвое меньше Земли. И хотя он имеет металлическое ядро и вращается вокруг своей оси почти с той же скоростью, что и Земля, у него нет магнитного поля. Почему? Его металлическое ядро весьма невелико, а главное — оно не расплавлено и потому не индуцирует такое поле. В результате поверхность Марса постоянно бомбардиру ют заряженные осколки ядер водорода и других элементов, которые непрерывно выбрасывает Солнце. Атмосфера Марса похожа по составу на венерианскую: 95% СО2 и 3% азота. Но из-за слабой гравитации этой планеты и солнечного ветра ее атмосфера крайне разрежена: давление на поверхности Марса в 167 раз ниже, чем на Земле. При таком давлении там тоже не может быть жидкой воды. Впрочем, ее на Марсе нет и из-за низкой температуры (днем в среднем минус 33оС). Летом на экваторе она повышается максимум до плюс 17°С, а зимой в высоких широтах опускается до минус 125°С, когда в лед превращается и атмосферный углекислый газ — этим и объясняются сезонные увеличения белых полярных шапок Марса.

Большие планеты, Юпитер и Сатурн, вообще не имеют твердой поверхности — верхние их слои состоят из жидкого водорода и гелия, а нижние — из расплавленных тяжелых элементов. Уран представляет собой жидкий шар с ядром из расплавленных силикатов, над ядром лежит горячий водяной океан глубиной около 8 тысяч километров, а над всем этим — водородно-гелиевая атмосфера толщиной в 11 тысяч километров. Столь же непригодны для зарождения биологической жизни и самые дальние планеты — Нептун и Плутон.

Повезло лишь Земле. Случайное стечение обстоятельств (главные среди них — исходная масса на стадии протопланеты, расстояние от Солнца, скорость вращения вокруг своей оси и наличие полужидкого железного ядра, дающего ей сильное магнитное поле, защищающее от солнечного ветра) позволило планете со временем стать такой, какой мы привыкли ее видеть. Долгая геологическая эволюция Земли привела к появлению жизни только на ней.

Прежде всего, изменился газовый состав земной атмосферы. Первоначально она, по-видимому, состояла из водорода, аммиака, метана и водяного пара. Потом, взаимодействуя с водородом, метан превратился в СО2, а аммиак — в азот. Кислорода в первичной атмосфере Земли не было. По мере того как она охлаждалась, водяной пар конденсировался в жидкую воду и образовывал океаны и моря, покрывшие три четверти земной поверхности. В атмосфере уменьшилось количество двуокиси углерода: она растворялась в воде. Во время беспрерывных извержений вулканов, характерных для ранних этапов истории Земли, часть СО2 связывалась в карбонатных соединениях. Уменьшение в атмосфере двуокиси углерода ослабило создаваемый им парниковый эффект: температура на поверхности Земли снизилась и стала кардинально отличаться от той, какая существовала и существует на Меркурии и Венере.

Моря и океаны сыграли решающую роль в биологической эволюции Земли. Атомы разнообразных химических элементов, растворенных в воде, взаимодействуя, образовывали новые, более сложные неорганические соединения. Из них под действием электрических разрядов молний, радиоактивного излучения металлов, извержений подводных вулканов в морской воде возникали простейшие органические соединения — аминокислоты, те исходные «кирпичики», из которых складываются белки — основа живых организмов. Большинство таких простейших аминокислот распадалось, но какая-то их часть, усложняясь, становилась первичными одноклеточными организмами типа бактерий, способных приспосабливаться к среде обитания и размножаться.

Так около 3,5 миллиарда лет назад в геологической истории Земли наступил качественно новый этап. Химическую ее эволюцию дополнила (а вернее — отодвинула на второй план) эволюция биологическая. Такого не знала никакая другая планета Солнечной системы.

Прошло еще примерно полтора миллиарда лет, прежде чем в клетках некоторых бактерий появились хлорофилл и другие пигменты, способные под действием солнечного света осуществлять фотосинтез — превращать молекулы двуокиси углерода (СО2) и воды (Н2О) в органические соединения и свободный кислород (О2). Теперь световое излучение Солнца стало служить бесконечному наращиванию биомассы, развитие органической жизни пошло значительно быстрее.

И еще. Под действием фотосинтеза, поглощающего двуокись углерода и высвобождающего несвязанный кислород, менялся газовый состав земной атмосферы: доля СО2 сокращалась, а доля О2 нарастала. Леса, покрывшие сушу, ускорили этот процесс. И около 500 миллионов лет назад появились простейшие водоплавающие позвоночные животные. Еще примерно через 100 миллионов лет количество кислорода достигло такого уровня, который позволил некоторым позвоночным выйти на сушу. Не только потому, что все сухопутные животные дышат кислородом, но и благодаря тому, что в верхних слоях атмосферы на высоте 25-30 километров появился защитный слой озона (О3), поглощающий значительную часть ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца, губительных для сухопутных животных.

Состав земной атмосферы приобрел к этому времени исключительно благоприятные свойства для дальнейшего развития жизни: 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и совсем немного (0,03%) углекислого газа, водорода и других газов. При такой атмосфере Земля, получая достаточно много тепловой энергии Солнца, около 40% ее, в отличие от Венеры, отражает в космос, и земная поверхность не перегревается. Но и это еще не все. Тепловая солнечная энергия, почти беспрепятственно поступающая на Землю в виде коротковолнового излучения, отражается в космос уже как длинноволновое инфракрасное излучение. Оно частично задерживается содержащимися в атмосфере водяным паром, углекислым газом, метаном, окисью азота и другими газами, создающими природный парниковый эффект. Благодаря ему в нижних слоях атмосферы и на поверхности Земли поддерживается более или менее устойчивая умеренная температура, которая примерно на 33оС выше, чем она могла быть, если бы не существовало природного парникового эффекта.

Так шаг за шагом на Земле складывалась уникальная экологическая система, пригодная для жизни. Крупное, наполовину расплавленное железное ядро и быстрое вращение Земли вокруг своей оси создают достаточно сильное магнитное поле, которое заставляет потоки солнечных протонов и электронов обтекать нашу планету, не причиняя ей существенного вреда даже в периоды повышенной радиации Солнца (будь это ядро поменьше и потверже, а вращение Земли — помедленнее, она осталась бы беззащитной перед солнечным ветром). А благодаря своему магнитному полю и значительной собственной массе Земля сохранила достаточно мощный слой атмосферы (толщиной около 1000 км), создающий комфортный тепловой режим на поверхности планеты и обилие жидкой воды — непременное условие зарождения и эволюции жизни.

На протяжении двух миллиардов лет число различных видов растений и животных на планете достигло примерно 10 миллионов. Из них 21% приходится на растения, почти 76% — на беспозвоночные животные и чуть больше 3% — на позвоночные, из которых лишь десятая часть — млекопитающие. В каждой природно-климатической зоне они взаимодополняют друг друга в качестве звеньев трофической, то есть пищевой, цепи, образуя относительно устойчивый биоценоз.

Возникшая на Земле биосфера постепенно вписалась в экосистему и стала неотъемлемым ее компонентом, участвующим в геологическом круговороте энергии и вещества.

Живые организмы — активные составляющие многих биогеохимических циклов, в которых участвуют вода, углерод, кислород, азот, водород, сера, железо, калий, кальций и другие химические элементы. Из неорганической фазы они переходят в органическую, а затем в виде отходов жизнедеятельности растений и животных или же их останков вновь возвращаются в неорганическую фазу. Подсчитано, например, что через органическую фазу ежегодно проходит седьмая часть всего углекислого газа и 1/4500 часть кислорода. Если бы процесс фотосинтеза на Земле по каким-то причинам прекратился, то свободный кислород исчез бы из атмосферы в течение приблизительно двух тысяч лет. А заодно исчезли бы все зеленые растения и все животные, за исключением простейших анаэробных организмов (некоторых видов бактерий, дрожжей и червей).

Экосистема Земли самоподдерживается и благодаря другим кругооборотам веществ, не связанным с функционированием биосферы, — напомним известный со школьной скамьи круговорот воды в природе. Вся совокупность тесно взаимосвязанных биологических и небиологических циклов образует сложную саморегулирующуюся экологическую систему, находящуюся в относительном равновесии. Однако ее устойчивость весьма хрупка и уязвима. Доказательство тому — неоднократные планетарные катастрофы, причиной которых становились или падение на Землю крупных космических тел, или мощные извержения вулканов, из-за чего поступление солнечного света к земной поверхности надолго уменьшалось. Всякий раз такие катастрофы уносили от 50 до 96% земной биоты. Но жизнь возрождалась вновь и продолжала развиваться.

Агрессивный Homo sapiens

Появление фотосинтезирующих растений, как уже говорилось, ознаменовало новый этап в развитии Земли. Столь кардинальный геологический сдвиг был порожден сравнительно простыми живыми организмами, не обладающими разумом. От человека же — организма высокоорганизованного, наделенного мощным интеллектом — закономерно ожидать гораздо более ощутимого воздействия на экосистему Земли. Дальние предки такого существа — гоминиды — появились, по разным оценкам, примерно от 3 до 1,8 миллиона лет назад, неандертальцы — примерно 200-100 тысяч, а современный Homo sapiens sapiens — лишь 40 тысяч лет назад. В геологии даже три миллиона лет укладываются в рамки хронологической погрешности, а 40 тысяч — лишь одна миллионная возраста Земли. Но даже за этот геологический миг люди успели основательно расшатать баланс ее экосистемы.

Прежде всего, рост популяции Homo sapiens впервые в истории не был сбалансирован природными ограничителями: ни недостатком пищи, ни пожирающими людей хищниками. С развитием орудий труда (особенно после промышленной революции) люди практически выпали из обычной трофической цепи и получили возможность размножаться почти беспредельно. Еще две тысячи лет назад их было около 300 миллионов, а к 2003 году численность земного населения возросла в 21 раз, до 6,3 миллиарда.

Второе. В отличие от всех других биологических видов, имеющих более или менее ограниченную среду обитания, люди расселились по всей земной поверхности, невзирая на почвенно-климатические, геологические, биологические и прочие условия. Уже поэтому степень их влияния на природу не сопоставима с влиянием любых других существ. И, наконец, благодаря своему интеллекту люди не столько приспосабливаются к природной среде, сколько приспосабливают эту среду к своим потребностям. И такое приспособление (еще недавно с гордостью говорили: «покорение природы») приобретает все более наступательный, даже агрессивный характер.

В течение многих тысячелетий люди почти не ощущали ограничений со стороны окружающей среды. А если и видели, что в ближайшей округе уменьшилось количество истребляемой ими дичи, истощились обрабатываемые почвы или луга для выпаса скота, то перекочевывали на новое место. И все повторялось. Природные ресурсы казались неисчерпаемыми. Лишь иногда такой сугубо потребитель ский подход к окружающей среде заканчивался плачевно. Более девяти тысяч лет назад шумеры для того, чтобы прокормить растущее население Месопотамии, стали развивать поливное земледелие. Однако созданные ими ирригационные системы со временем привели к заболачиванию и засолению почв, что и послужило основной причиной гибели шумерской цивилизации. Другой пример. Цивилизация майя, процветавшая на территории современных Гватемалы, Гондураса и юго-востока Мексики, потерпела крах около 900 лет назад главным образом из-за эрозии почвы и заиливания рек. Такие же причины вызвали падение древних земледельческих цивилизаций Междуречья в Южной Америке. Приведенные случаи лишь исключения из правила, которое гласило: черпай из бездонного колодца природы столько, сколько можешь. И люди черпали из него, не оглядываясь на состояние экосистемы.

К настоящему времени человек приспособил для своих надобностей около половины земной суши: 26% — под пастбища, по 11% — под пашни и лесоводство, остальные 2-3% — для строительства жилья, промышленных объектов, транспорта и сферы услуг. В результате вырубки лесов сельскохозяйственные угодья увеличились с 1700 года в шесть раз. Из доступных источников свежей пресной воды человечество использует больше половины. При этом почти половина рек планеты существенно обмелела или загрязнена, а около 60% из 277 крупнейших водных артерий перегорожены плотинами и прочими инженерными сооружениями, что привело к созданию искусственных озер, изменению экологии водоемов и устьев рек.

Люди ухудшили либо уничтожили места обитания множества представителей флоры и фауны. Только с 1600 года на Земле исчезли 484 вида животных и 654 вида растений. Более восьмой части из 1183 видов птиц и четвертой — из 1130 видов млекопитающих сегодня грозит исчезновение с лица Земли.

Мировой океан пострадал от человека меньше. Люди используют лишь восемь процентов его исходной продуктивности. Но и здесь он оставил свой недобрый «след», выловив до предела две трети морских животных и нарушив экологию многих других обитателей моря. Только на протяжении XX века была уничтожена почти половина всех прибрежных мангровых лесов и безвозвратно разрушена десятая часть коралловых рифов.

И, наконец, еще одно неприятное последствие быстро растущего человечества — его производственные и бытовые отходы. Из общей массы добытого природного сырья в конечный продукт потребления превращается не более десятой части, остальное идет на свалки. Отходов же органического происхождения человечество, по некоторым подсчетам, производит в 2000 раз больше, чем вся остальная биосфера. Сегодня экологический «след» Homo sapiens перевешивает негативное влияние на окружающую среду всех прочих живых существ, вместе взятых. Человечество вплотную подошло к экологическому тупику, вернее сказать — к краю обрыва. Со второй половины XX века нарастает кризис всей экологической системы планеты. Он порожден многими причинами. Рассмотрим лишь важнейшую из них — загрязнение земной атмосферы.

Технический прогресс создал множество способов ее загрязнения. Это различные стационарные установки, преобразующие твердое и жидкое топливо в тепловую или электрическую энергию. Это транспортные средства (автомобили и самолеты, бесспорно, лидируют) и сельское хозяйство с его гниющими отходами земледелия и животноводства. Это промышленные процессы в металлургии, химическом производстве и т. п. Это муниципальные отходы и, наконец, добыча ископаемого топлива (вспомним хотя бы постоянно дымящие факелы на нефте- и газопромыслах или терриконы отвалов возле угольных шахт).

Воздух отравляют не только первичные газы, но и вторичные, которые образуются в атмосфере в ходе реакции первых с углеводородами под воздействием солнечного света. Двуокись серы и разные соединения азота окисляют капли воды, собирающиеся в облаках. Такая подкисленная вода, выпадая в виде дождя, тумана или снега, отравляет почву, водоемы, губит леса. В Западной Европе вокруг крупных промышленных центров вымирает озерная рыба, а леса превращаются в кладбища мертвых, оголенных деревьев. Лесные животные в таких местах практически полностью гибнут.

Эти катастрофы, вызванные антропогенным загрязнением атмосферы, хоть и носят всеобщий характер, но все же пространственно более или менее локализованы: они охватывают лишь отдельные области планеты. Однако некоторые виды загрязнения приобретают планетарный масштаб. Речь идет о выбросах в атмосферу углекислого газа, метана и окиси азота, которые усиливают природный парниковый эффект. Выбросы в атмосферу двуокиси углерода создают около 60% дополнительного парникового эффекта, метана — примерно 20%, другие соединения углерода — еще 14%, остальные 6-7% вносит окись азота.

В естественных условиях содержание в атмосфере СО2 на протяжении последних нескольких сотен миллионов лет составляет около 750 миллиардов тонн (примерно 0,3% общего веса воздуха в приземных слоях) и поддерживается на этом уровне благодаря тому, что избыточная его масса растворяется в воде и поглощается растениями в процессе фотосинтеза. Даже относительно небольшое нарушение этого баланса грозит существенными подвижками в экосистеме с трудно предсказуемы ми последствиями и для климата, и для приспособившихся к нему растений и животных.

За последние два столетия человечество внесло весомый «вклад» в нарушение такого равновесия. Еще в 1750 году оно выбрасывало в атмосферу только 11 миллионов тонн СО2. Спустя столетие объем выбросов возрос в 18 раз, достигнув 198 миллионов тонн, а еще через сто лет увеличился в 30 раз и составил 6 миллиардов тонн. К 1995 году эта цифра возросла вчетверо — до 24 миллиардов тонн. Содержание метана в атмосфере за истекшие два столетия повысилось примерно вдвое. А он по своей способности усиливать парниковый эффект в 20 раз превосходит СО2.

Последствия не замедлили сказаться: в XX веке средняя глобальная приземная температура повысилась на 0,6°С. Казалось бы — мелочь. Но и такого повышения температуры достаточно, чтобы XX век оказался самым теплым за последнее тысячелетие, а 90-е годы — самыми теплыми в прошлом столетии. Снежный покров земной поверхности с конца 1960-х годов сократился на 10%, а толщина льда в Северном Ледовитом океане за несколько минувших десятилетий уменьшилась более чем на метр. В результате уровень Мирового океана за последние сто лет повысился на 7-10 сантиметров.

Некоторые скептики относят антропогенное потепление климата к числу мифов. Дескать, существуют природные циклы колебания температуры, один из которых и наблюдается сейчас, а антропогенный фактор притянут за уши. Естественные циклы колебаний температуры околоземной атмосферы действительно существуют. Но они измеряются многими десятилетиями, некоторые — столетиями. Наблюдаемое же в последние два с лишним века потепление климата не только не вписывается в обычную природную цикличность, но и происходит неестественно быстро. Межправительственная комиссия по изменению климата, сотрудничающая с учеными из разных стран мира, сообщила в начале 2001 года, что антропогенные изменения становятся все более очевидными, что потепление ускоряется, а его последствия оказываются намного более тяжелыми, чем предполагалось раньше. Ожидается, в частности, что к 2100 году средняя температура земной поверхности в разных широтах может повыситься еще на 1,4-5,8°С со всеми вытекающими последствиями.

Потепление климата распределяется неравномерно: в северных широтах оно проявляется сильнее, чем в тропиках. Поэтому в нынешнем столетии наиболее ощутимо повысится зимняя температура на Аляске, в Северной Канаде, в Гренландии, в северной части Азии и на Тибете, а летняя — в Центральной Азии. Такое распределение потепления влечет за собой изменение динамики воздушных потоков, а потому и перераспределение осадков. А это в свою очередь порождает все больше природных катастроф — ураганов, наводнений, засух, лесных пожаров. В XX веке в таких катастрофах погибли около 10 миллионов человек. Причем число крупнейших катастроф и их разрушительные последствия нарастают. В 50-х годах имели место 20 крупномасштабных стихийных бедствий, в 70-х годах — 47, а в 90-х — 86. Причиненный природными катастрофами ущерб огромен (см. график).

Первые годы нынешнего столетия отмечены беспрецедентными наводнениями, ураганами, засухами и лесными пожарами.

И это только начало. Дальнейшее потепление климата в высоких широтах угрожает оттаиванием вечной мерзлоты в северной Сибири, на Кольском полуострове и в Приполярных областях Северной Америки. Это значит, что поплывут фундаменты под зданиями в Мурманске, Воркуте, Норильске, Магадане и десятках других городов и поселков, стоящих на мерзлом грунте (признаки приближения катастрофы уже отмечены в Норильске). Однако и это еще не все. Размораживается панцирь вечной мерзлоты, и открывается выход хранящимся под ним в течение тысячелетий огромным скоплениям метана — газа, вызывающего повышенный парниковый эффект. Уже зафиксировано, что метан во многих местах Сибири начинает просачиваться в атмосферу. Если климат здесь еще немного потеплеет, то выброс метана станет массовым. Итог — усиление парникового эффекта и еще большее потепление климата на всей планете.

Согласно пессимистическому сценарию из-за потепления климата к 2100 году уровень Мирового океана повысится почти на один метр. И тогда южное побережье Средиземного моря, западное побережье Африки, Южная Азия (Индия, Шри-Ланка, Бангладеш и Мальдивы), все прибрежные страны Юго-Восточной Азии и коралловые атоллы в Тихом и Индийском океанах станут ареной стихийного бедствия. В одном лишь Бангладеше море грозит затопить около трех миллионов гектаров земли и вынудить к переселению 15-20 миллионов человек. В Индонезии могут быть затоплены 3,4 миллиона гектаров и изгнаны из мест обитания не менее двух миллионов человек. Для Вьетнама эти цифры составили бы два миллиона гектаров и десять миллионов переселенцев. А общее число таких пострадавших по всему миру может достичь примерно миллиарда.

По оценкам экспертов ЮНЭП, издержки, вызываемые потеплением климата Земли, продолжат нарастать. Расходы на защитные сооружения от повышающегося уровня моря и высоких штормовых волн могут составить один миллиард долларов в год. Если концентрация СО2 в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальным уровнем, мировое сельское хозяйство и лесоводство вследствие засух, наводнений и пожаров будут ежегодно терять до 42 миллиардов долларов, а система водоснабжения уже к 2050 году столкнется с дополнительными издержками (около 47 миллиардов долларов).

Человек все более загоняет природу и самого себя в тупик, выбраться из которого все труднее. Выдающийся отечественный математик и эколог академик Н. Н. Моисеев предупреждал, что биосфера, как и всякая сложная нелинейная система, может утратить стабильность, в результате чего начнется ее необратимый переход в некое квазистабильное состояние. Более чем вероятно, что в этом новом состоянии параметры биосферы окажутся неподходящими для жизни людей. Поэтому не будет ошибкой сказать, что человечество балансирует на острие бритвы. Как долго оно сможет так балансировать? В 1992 году две самые авторитетные научные организации в мире — Британское королевское общество и Американская национальная академия наук совместно заявили: «Будущее нашей планеты висит на волоске. Устойчивого развития можно добиться, но только в том случае, если вовремя остановить необратимую деградацию планеты. Следующие 30 лет станут решающими». В свою очередь Н. Н. Моисеев писал, что «такая катастрофа может случиться не в каком-то неопределенном будущем, а, может быть, уже в середине наступающего XXI века».

Если эти прогнозы верны, то времени для поиска выхода остается, по историческим меркам, совсем немного — от трех до пяти десятилетий.

Как выбраться из тупика?

Многие сотни лет люди были абсолютно убеждены: человек создан Творцом в качестве венца природы, ее повелителя и преобразо вателя. Подобное самолюбование до сих пор поддерживается основными мировыми религиями. Более того, такую гомоцентрическую идеологию поддержал выдающийся отечественный геолог и геохимик В. И. Вернадский, сформулировавший в 20-х годах прошлого века идею перехода биосферы в ноосферу (от греческого nоos — разум), в своеобразный интеллектуальный «пласт» биосферы. «Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого», — писал он. Более того, «[человек] может и должен перестраивать трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше» (выделено мною. — Ю. Ш.).

На самом деле, как уже говорилось, мы имеем не переход биосферы в ноосферу, а переход ее от естественной эволюции к неестественной, навязанной ей агрессивным вмешательством человечества. Это деструктивное вмешательство относится не только к биосфере, но и к атмосфере, гидросфере и отчасти к литосфере. Какое уж там царство разума, если человечество, даже осознав многие (хотя и не все) аспекты порожденной им деградации природной среды, не в состоянии остановиться и продолжает усугублять экологический кризис. Оно ведет себя в природной среде обитания, как слон в посудной лавке.

Настало горькое похмелье — острая необходимость найти выход. Его поиск затруднен, поскольку современное человечество весьма неоднородно — и по уровню технико-экономического и культурного развития, и по ментальности. Кто-то просто безразличен к дальнейшим судьбам мирового социума, а кто-то придерживается дедовской логики: выходили и не из таких передряг, выберемся и на этот раз. Надежды на «авось» вполне могут оказаться роковым просчетом.

Другая часть человечества понимает серьезность нависшей опасности, но вместо того, чтобы участвовать в коллективных поисках выхода, всю свою энергию направляет на разоблачение виновников сложившейся ситуации. Эти люди считают ответственными за кризис то либеральную глобализацию, то эгоистичные промышленно развитые страны, а то и просто «главного врага всего человечества» — США. Изливают собственный гнев на страницах газет и журналов, организуют массовые акции протеста, участвуют в уличных беспорядках и с наслаждением бьют витрины в городах, где проходят форумы международных организаций. Надо ли говорить, что подобные разоблачения и демонстрации не продвигают ни на шаг решение общечеловеческой проблемы, а скорее мешают этому?

Наконец, третья, весьма небольшая часть мирового сообщества не только понимает степень угрозы, но и концентрирует свои интеллектуальные и материальные ресурсы на поиске путей выхода из создавшегося положения. Она стремится разглядеть в тумане будущего перспективу и нащупать оптимальный путь, чтобы не оступиться и не сорваться в пропасть.

Взвесив реальные опасности и ресурсы, которыми располагает человечество в начале XXI века, можно сказать, что пока еще есть некоторые шансы выбраться из сложившегося тупика. Но требуется беспрецедентная мобилизация здравого рассудка и воли всего мирового сообщества, чтобы решить множество проблем в трех стратегических направлениях.

Первое из них — психологическая переориентация мирового социума, кардинальная смена стереотипов его поведения. «Чтобы выбраться из кризисов, порожденных техногенной цивилизацией, обществу придется пройти сложный этап духовной революции, как в эпоху Ренессанса, — считает академик B. C. Степин. — Придется вырабатывать новые ценности… Надо менять отношение к природе: нельзя рассматривать ее как бездонную кладовую, как поле для переделки и перепахивания». Такой психологический переворот невозможен без значительного усложнения логического мышления каждого индивида и перехода на новую модель поведения большинства человечества. Но, с другой стороны, он невозможен и без кардинальных изменений отношений внутри общества — без новых норм морали, без новой организации микро- и макросоциума, без новых взаимоотношений между разными социумами.

Такая психологическая переориентация человечества очень трудна. Придется ломать стереотипы мышления и поведения, сложившиеся на протяжении тысячелетий. И прежде всего нужен коренной пересмотр самооценки человека как венца природы, ее преобразователя и повелителя. Эта гомоцентрическая парадигма, на протяжении тысячелетий проповедуемая многими мировыми религиями, подкрепленная в XX веке еще и учением о ноосфере, должна быть отправлена на идеологическую свалку истории.

В наше время необходима иная система ценностей. Отношение людей к живой и неживой природе должно строиться не на противопоставлении — «мы» и «все остальное», а на понимании того, что и «мы», и «все остальное» суть равноправные пассажиры космического корабля под именем «Земля». Такой психологический переворот кажется маловероятным. Но вспомним, что в эпоху перехода от феодализма к капитализму переворот именно такого рода, хотя и меньших масштабов, произошел в сознании аристократии, которая традиционно делила общество на «мы» (люди голубой крови) и «они» (простолюдины и просто чернь). В современном демократическом мире такие представления стали аморальными. В индивидуальном и общественном сознании вполне могут и должны появиться и закрепиться многочисленные «табу» в отношении природы — своеобразный экологический императив, требующий соразмерения потребностей мирового социума и каждого человека с возможностями экосферы. Морали предстоит выйти за пределы межличностных или международных отношений и включить в себя нормы поведения в отношении живой и неживой природы.

Второе стратегическое направление — форсирование и глобализация научно-технического прогресса . «Поскольку назревающий экологический кризис, грозящий перерасти в глобальную катастрофу, вызван развитием производительных сил, достижениями науки и техники, то и выход из него немыслим без дальнейшего развития этих составляющих процесса цивилизации, — писал Н. Н. Моисеев. — Для того чтобы найти выход, потребуется предельное напряжение творческого гения человечества, бесчисленное количество изобретений и открытий. Поэтому необходимо как можно скорее максимально раскрепостить личность, создать возможности для раскрытия своего творческого потенциала любому способному к этому человеку».

Действительно, человечеству предстоит кардинально изменить сложившуюся веками структуру производства, предельно уменьшив в ней удельный вес добывающей промышленности, загрязняющего почву и грунтовые воды сельского хозяйства; перейти от углеводородной энергетики к ядерной; заменить автомобильный и авиационный транспорт, работающий на жидком топливе, каким-то иным, экологически чистым; существенно перестроить всю химическую промышленность, чтобы минимизировать загрязнение ее продуктами и отходами атмосферы, воды и почвы…

Некоторые ученые видят будущее человечества в уходе от техногенной цивилизации XX века. Ю. В. Яковец, например, полагает, что в постиндустриальную эпоху, которая представляется ему как «гуманистическое общество», «будет преодолен техногенный характер позднеиндустриального общества». На самом деле для предотвращения экологической катастрофы требуется максимальная интенсификация научно-технических усилий, чтобы создать и внедрить природоохранные технологии во все сферы жизнедеятельности человека: в сельское хозяйство, энергетику, металлургию, химическую промышленность, строительство, быт и т. п. Поэтому постиндустриальное общество становится не посттехногенным, а, напротив, супертехногенным. Другое дело, что вектор его техногенности меняется с ресурсопоглощения на ресурсосбе режение, с экологически грязных технологий на природоохранные.

Важно при этом иметь в виду, что такие качественно новые технологии становятся все более опасными, поскольку могут использоваться как во благо человечеству и природе, так и во вред им. Поэтому здесь требуются неуклонно растущие осмотрительность и осторожность.

Третье стратегическое направление — преодоление или хотя бы существенное сокращение технико-экономического и социокультурного разрыва между постиндустриальным центром мирового сообщества и его периферией и полупериферией. Ведь кардинальные технологические сдвиги должны произойти не только в высокоразвитых странах, располагающих крупными финансовы ми и кадровыми ресурсами, но и во всем развивающемся мире, который стремительно индустриализируется главным образом на базе старых, экологически опасных технологий и не имеет ни финансовых, ни кадровых возможностей внедрять природоохранные технологии. Технологические новинки, создающиеся пока лишь в постиндустриальном центре мирового сообщества, должны внедряться и на его индустриальной или индустриализи рующейся периферии. В противном случае здесь в растущих масштабах будут использоваться устаревшие, экологически опасные технологии и деградация природной среды планеты еще более ускорится. Остановить процесс индустриализации развивающихся регионов мира невозможно. Значит, нужно помочь им делать это так, чтобы свести к минимуму ущерб для экологии. Такой подход — в интересах всего человечества, в том числе населения высокоразвитых стран.

*

Все три стратегические задачи, стоящие перед мировым сообществом, беспрецедентны как по своей трудности, так и по значимости для дальнейших судеб человечества. Они теснейшим образом взаимосвязаны и взаимообусловлены. Провал в решении одной из них не позволит решить остальные. По большому счету — это экзамен на зрелость вида Homo sapiens, которому довелось стать «самым умным» среди животных. Настало время доказать, что он действительно умен и способен спасти от деградации земную экосферу и себя в ней.

Homo sapiens | Значение и этапы эволюции человека

Homo sapiens , (лат. «Мудрый человек») вид, к которому принадлежат все современные люди. Homo sapiens — один из нескольких видов, сгруппированных в род Homo , но это единственный не исчезнувший вид. См. Также эволюция человека.

Человек ( Homo sapiens ), самец. Encyclopædia Britannica, Inc.

Название Homo sapiens было применено в 1758 году отцом современной биологической классификации ( см. Таксономию ) Каролом Линнеем.Давно было известно, что люди физически похожи на приматов больше, чем любые другие известные живые организмы, но в то время классифицировать людей в тех же рамках, что и остальная природа, было смелым делом. Линней, озабоченный исключительно сходством в строении тела, столкнулся только с проблемой отличия H. sapiens от обезьян (горилл, шимпанзе, орангутангов и гиббонов), которые отличаются от людей многочисленными телесными и когнитивными особенностями.(Трактат Чарльза Дарвина об эволюции, О происхождении видов , выйдет 101 год спустя.)

Со времен Линнея была обнаружена большая летопись окаменелостей. Эта запись содержит многочисленные вымершие виды, которые гораздо более тесно связаны с людьми, чем с современными обезьянами, и которые предположительно были более похожи на H. sapiens в поведении. Если следовать за предками современных людей в далекое прошлое, возникает вопрос, что означает слово человек . H. sapiens — человек по определению, а обезьяны — нет. Но как быть с вымершими членами человеческого племени (Hominini), которые явно не были H. sapiens , но тем не менее были очень на них похожи? На этот вопрос нет однозначного ответа. Хотя можно сказать, что эволюция человека включает все эти виды, более тесно связанные с H. sapiens , чем с обезьянами, прилагательное человек обычно применяется только к H. sapiens и другим членам рода Homo ( е.g., H. erectus , H. habilis ). С точки зрения поведения только H. sapiens можно назвать «полностью человеческими», но даже определение H. sapiens является предметом активных дискуссий. Некоторые палеоантропологи расширяют диапазон существования этого вида далеко во времени, чтобы включить в него множество анатомически отличительных окаменелостей, которые другие предпочитают относить к нескольким различным вымершим видам. Напротив, большинство палеоантропологов, желающих привести изучение гомининов в соответствие с исследованиями других млекопитающих, предпочитают относить к H.sapiens — только те ископаемые формы, которые попадают в анатомический спектр вида, существующего сегодня. В этом смысле H. sapiens появились совсем недавно, они возникли в Африке более 315 000 лет назад (315 тыс. Лет назад).

Участки Homo heidelbergensis и Homo sapiens остаются Участки Homo heidelbergensis и Homo sapiens остаются в Африке, Европе и Азии. Encyclopdia Britannica, Inc.

Примерно до 1980 года было широко распространено мнение, что ископаемые останки гомининов можно было идентифицировать от 14 до 12 миллионов лет назад (млн лет назад).Однако в 1970-х годах генетики ввели использование молекулярных часов для расчета того, как долго виды были отделены от общего предка. Концепция молекулярных часов основана на предполагаемой закономерности накопления крошечных изменений в генетическом коде человека и других организмов. Использование этой концепции вместе с повторным анализом летописи окаменелостей сместило расчетное время эволюционного раскола между обезьянами и предками человека примерно до 5 млн лет назад. С тех пор молекулярные данные, полученные в результате секвенирования ДНК, и постоянный поток новых находок окаменелостей гомининов несколько отодвинули самых ранних предполагаемых предков гомининов назад во времени, возможно, до 8–6 млн лет назад.

пути эволюции человека Возможные пути эволюции человеческого происхождения. Encyclopdia Britannica, Inc. Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня .

Homo sapiens разработали новую экологическую нишу, которая отделяла его от других гомининов — ScienceDaily

Критический обзор растущих наборов археологических и палеоэкологических данных, относящихся к среднему и позднему плейстоцену (300-12 тысяч лет назад) расселения гомининов в Африке и за ее пределами, опубликован Сегодня в Nature Human Behavior демонстрируются уникальные условия окружающей среды и адаптации для Homo sapiens по сравнению с предыдущими и сосуществующими гомининами, такими как Homo neanderthalensis и Homo erectus .Способность нашего вида заселять разнообразные и «экстремальные» условия по всему миру резко контрастирует с экологической адаптацией других таксонов гомининов и может объяснить, как наш вид стал последним выжившим гоминином на планете.

В статье ученых из Института истории человечества Макса Планка и Университета Мичигана говорится, что в исследованиях того, что значит быть человеком, следует отказаться от попыток обнаружить самые ранние материальные следы «искусства», «языка», или технологическая «сложность» на пути к пониманию того, что делает наш вид экологически уникальным.В отличие от наших предков и современных родственников, наш вид не только колонизировал множество сложных сред, включая пустыни, тропические леса, высокогорные районы и палеоарктику, но и специализировался на адаптации к некоторым из этих крайностей.

Экология предков — экология раннего и среднего плейстоцена Homo

Хотя всех гомининов, составляющих род Homo , в академических и общественных кругах часто называют «людьми», эта эволюционная группа, возникшая в Африке около 3 миллионов лет назад, очень разнообразна.Некоторые представители рода Homo (а именно Homo erectus ) добрались до Испании, Грузии, Китая и Индонезии 1 миллион лет назад. Тем не менее, существующая информация, полученная от ископаемых животных, древних растений и химических методов, позволяет предположить, что эти группы следовали и использовали мозаику окружающей среды лесов и пастбищ. Утверждалось, что Homo erectus и «Хоббит» или Homo floresiensis использовали влажные, ограниченные ресурсами среды обитания тропических лесов Юго-Восточной Азии с 1 миллиона лет назад до 100 000 и 50 000 лет назад, соответственно.Однако достоверных подтверждений этому авторы не нашли.

Также утверждалось, что наши ближайшие родственники-гоминины, Homo Neanderthalensis — или неандертальцы — специализировались на заселении высоких широт Евразии между 250 000 и 40 000 лет назад. Основа для этого включает форму лица, потенциально приспособленную к холодным температурам, и ориентацию на охоту на крупных животных, таких как шерстистые мамонты. Тем не менее, обзор доказательств привел авторов к тому, что авторы снова пришли к выводу, что неандертальцы в первую очередь использовали разнообразие лесных и пастбищных сред обитания и охотились на самых разных животных, от умеренного северного климата Евразии до Средиземноморья.

Пустыни, тропические леса, горы и Арктика

В отличие от этих других представителей рода Homo , наш вид — Homo sapiens — расширился до более высоких ниш, чем его предшественники и современники-гоминины 80-50 000 лет назад и по крайней мере 45 000 лет назад. быстро колонизировал ряд палеоарктических условий и условий тропических лесов по всей Азии, Меланезии и Америке. Кроме того, авторы утверждают, что продолжающееся накопление более датированных наборов экологических данных с более высоким разрешением, связанных с пересечением нашим видом пустынь северной Африки, Аравийского полуострова и северо-западной Индии, а также высокогорья Тибета и Анд, в дальнейшем поможет определить степень, в которой наш вид продемонстрировал новые способности к колонизации при проникновении в эти регионы.

Поиск истоков этой экологической «пластичности» или способности обитать в самых разных средах в Африке в настоящее время остается трудным, особенно в связи с эволюционным происхождением Homo sapiens 300–200000 лет назад. Тем не менее, авторы утверждают, что сразу после этого времени появляются дразнящие намеки на новые экологические контексты проживания людей и связанные с ними технологические сдвиги в Африке. Они предполагают, что движущие силы этих изменений станут более очевидными в ходе будущей работы, особенно той, которая тесно объединяет археологические данные с местными палеоэкологическими данными с высоким разрешением.Например, ведущий автор статьи, доктор Патрик Робертс, предполагает, что «хотя сосредоточение внимания на поиске новых окаменелостей или генетических характеристиках нашего вида и его предков помогло примерно определить время и местоположение спецификаций гомининов, такие усилия в основном носят характер ничего не говорится о различных экологических контекстах биокультурного отбора ».

«Специалист широкого профиля» — очень разумная ниша

Одно из главных новых заявлений авторов состоит в том, что свидетельства заселения человеком огромного разнообразия окружающей среды на большинстве континентов Земли в позднем плейстоцене намекают на новую экологическую нишу — «специалиста широкого профиля».Как утверждает Робертс, «традиционная экологическая дихотомия существует между« универсальными », которые могут использовать множество различных ресурсов и обитать в различных условиях окружающей среды, и« специалистами », которые имеют ограниченное питание и узкую экологическую толерантность. Однако Homo sapiens предоставляет доказательства существования «специализированных» популяций, таких как собиратели горных тропических лесов или охотники на палеоарктических мамонтов, существующих в пределах того, что традиционно определяется как «универсальный» вид ».

Этой экологической способности, возможно, способствовало обширное сотрудничество между некондиционными людьми среди плейстоцена Homo sapiens , утверждает доктор.Брайан Стюарт, соавтор исследования. «Несемейное разделение пищи, обмен на расстоянии и ритуальные отношения позволили бы популяциям« рефлексивно »адаптироваться к местным климатическим и экологическим колебаниям, превзойти и заменить другие виды гомининов». По сути, накопление, извлечение и передача большого объема совокупных культурных знаний в материальной или идеальной форме, возможно, сыграли решающую роль в создании и поддержании ниши универсального специалиста для нашего вида в плейстоцене.

Последствия для наших поисков древнего человечества

Авторы уверены, что это предположение остается гипотетическим и может быть опровергнуто доказательствами использования «экстремальных» сред другими членами рода Homo . Однако тестирование ниши «универсального специалиста» у нашего вида стимулирует исследования в более экстремальных условиях, которые ранее игнорировались как бесперспективные для палеоантропологических и археологических работ, включая пустыню Гоби и тропические леса Амазонки.Расширение таких исследований особенно важно в Африке, колыбели эволюции Homo sapiens , где более подробные археологические и экологические записи, относящиеся к 300-200 000 лет назад, становятся все более важными, если мы хотим отслеживать экологические способности самых ранних люди.

Также очевидно, что растущие доказательства межпородного скрещивания гомининов и сложного анатомического и поведенческого происхождения нашего вида в Африке подчеркивают, что археологи и палеоантропологи должны сосредоточиться на изучении экологических ассоциаций окаменелостей.«Хотя мы часто воодушевлены открытием новых окаменелостей или геномов, возможно, нам нужно подумать о поведенческих последствиях этих открытий более подробно и уделить больше внимания тому, что эти новые находки говорят нам о новом прохождении экологических порогов». — говорит Стюарт. Работа, посвященная тому, как генетика различных гомининов могла привести к экологическим и физическим преимуществам, таким как способность к работе на большой высоте или устойчивость к ультрафиолетовому излучению, остается весьма плодотворным путем вперед в этом отношении.

«Как и в случае с другими определениями происхождения человека, проблемы сохранения также затрудняют точное определение происхождения человека как первопроходца в области экологии.Однако экологический взгляд на происхождение и природу нашего вида потенциально проливает свет на уникальный путь Homo sapiens , который быстро стал доминировать над разнообразными континентами и окружающей средой Земли », — заключает Робертс. Проверка этой гипотезы должна открыть новые возможности. для исследований и, если это верно, новых перспектив относительно того, будет ли «универсальный специалист» и дальше быть успешным перед лицом растущих проблем устойчивости и экологических конфликтов.

.

эволюции человека | Этапы и сроки

Эволюция человека , процесс, в ходе которого люди развились на Земле от ныне вымерших приматов. С зоологической точки зрения, мы, люди, представляем собой Homo sapiens , культурно-прямостоячий вид, который живет на земле и, скорее всего, впервые появился в Африке около 315 000 лет назад. Сейчас мы — единственные живые представители того, что многие зоологи называют человеческим племенем, Hominini, но есть множество окаменелых свидетельств, указывающих на то, что на миллионы лет нам предшествовали другие гоминины, такие как Ardipithecus , Australopithecus , и другие виды Homo , и что наш вид также жил какое-то время одновременно по крайней мере с одним другим членом нашего рода, H.neanderthalensis (неандертальцы). Вдобавок мы и наши предшественники всегда жили на Земле вместе с другими обезьяноподобными приматами, от современной гориллы до давно вымершего Dryopithecus . То, что мы и вымершие гоминины каким-то образом связаны, и что мы и обезьяны, как живые, так и вымершие, тоже так или иначе связаны, принимается антропологами и биологами во всем мире. Тем не менее, точная природа наших эволюционных отношений была предметом дискуссий и исследований с тех пор, как великий британский натуралист Чарльз Дарвин опубликовал свои монументальные книги О происхождении видов (1859) и Происхождение человека (1871).Дарвин никогда не утверждал, как утверждали некоторые из его викторианских современников, что «человек произошел от обезьяны», и современные ученые сочли бы такое утверждение бесполезным упрощением — точно так же, как они отвергли бы любые популярные представления о том, что некий вымерший вид это «недостающее звено» между людьми и обезьянами. Однако теоретически существует общий предок, который существовал миллионы лет назад. Этот предковый вид не является «недостающим звеном» в родословной, а скорее узловым звеном для разделения на отдельные линии.Этот древний примат не был идентифицирован и, возможно, никогда не будет известен с уверенностью, потому что ископаемые отношения неясны даже в пределах человеческого происхождения, которое является более поздним. Фактически, человеческое «генеалогическое древо» может быть лучше описано как «семейный куст», внутри которого невозможно связать полный хронологический ряд видов, ведущий к Homo sapiens , с чем могут согласиться эксперты.

человеческая родословная Художественное изображение пяти видов человеческой родословной. Encyclopædia Britannica, Inc.

Популярные вопросы

Что такое человек?

Люди — это приматы, несущие культуру, относящиеся к роду Homo , особенно к виду Homo sapiens . Они анатомически похожи и родственны человекообразным обезьянам (орангутанам, шимпанзе, бонобо и гориллам), но отличаются более развитым мозгом, который позволяет артикулировать речь и абстрактные рассуждения. Люди демонстрируют заметную прямую осанку тела, которая освобождает руки для использования в качестве манипуляторов.

Когда произошла эволюция человека?

Ответить на этот вопрос сложно, поскольку палеонтологи имеют лишь частичную информацию о том, что и когда произошло. Пока что ученым не удалось обнаружить внезапный «момент» эволюции для какого-либо вида, но они могут сделать выводы об эволюционных указателях, которые помогают сформировать наше понимание появления людей. Веские доказательства подтверждают ответвление человеческой линии от той, которая произвела великих обезьян (орангутанов, шимпанзе, бонобо и горилл) в Африке где-то между 6 и 7 миллионами лет назад.Свидетельства о создании инструментов датируются примерно 3,3 миллиона лет назад в Кении. Однако возраст самых старых останков рода Homo меньше, чем возраст этой технологической вехи, датируемой примерно 2,8–2,75 миллиона лет назад в Эфиопии. Самые старые из известных останков Homo sapiens — собрание фрагментов черепа, полная челюсть и каменные орудия — датируются примерно 315000 лет назад.

Произошли ли люди от обезьян?

Нет. Люди — это один из нескольких видов человекообразных обезьян.Люди эволюционировали вместе с орангутанами, шимпанзе, бонобо и гориллами. Все они имеют общего предка около 7 миллионов лет назад.

Классифицируются ли неандертальцы как люди?

Да. Неандертальцы ( Homo neanderthalensis ) были архаическими людьми, появившимися по крайней мере 200000 лет назад и вымершими, возможно, между 35000 и 24000 лет назад. Они производили и использовали инструменты (включая лезвия, шила и инструменты для заточки), развили разговорный язык и развили богатую культуру, которая включала строительство очагов, традиционную медицину и захоронение умерших.Неандертальцы также создавали искусство; данные показывают, что некоторые окрашены пигментами природного происхождения. В конце концов, неандертальцев, вероятно, заменили современные люди ( H. sapiens ), но не раньше, чем некоторые представители этих видов скрещивались друг с другом там, где их ареалы накладывались друг на друга.

Основным источником подробного описания пути эволюции человека всегда будут ископаемые образцы. Несомненно, клад окаменелостей из Африки и Евразии указывает на то, что, в отличие от сегодняшнего дня, более одного вида нашей семьи жили одновременно на протяжении большей части истории человечества.Можно точно описать природу конкретных ископаемых образцов и видов, а также место, где они были обнаружены, и период времени, когда они жили; но вопросы о том, как жили виды и почему они могли либо вымереть, либо эволюционировать в другие виды, могут быть решены только путем формулирования сценариев, хотя и научно обоснованных. Эти сценарии основаны на контекстной информации, полученной из мест, где были собраны окаменелости. При разработке таких сценариев и заполнении куста человеческой семьи исследователи должны обращаться к большому и разнообразному массиву окаменелостей, а также они должны использовать усовершенствованные методы раскопок и записи, методы геохимического датирования и данные из других специализированных областей, таких как генетика, экология и др. палеоэкология и этология (поведение животных) — короче говоря, все инструменты междисциплинарной науки палеоантропологии.

пути эволюции человека Возможные пути эволюции человеческого происхождения. Encyclopædia Britannica, Inc.

Эта статья представляет собой обсуждение широкого пути развития человеческого племени от его вероятного возникновения миллионы лет назад в эпоху миоцена (от 23 миллионов до 5,3 миллиона лет назад [млн лет назад]) до разработки инструментов. — основанная и символически структурированная современная человеческая культура всего несколько десятков тысяч лет назад, в геологически недавнюю эпоху плейстоцена (около 2.От 6 миллионов до 11700 лет назад). Особое внимание уделяется свидетельствам окаменелостей этой истории и основным моделям эволюции, которые получили наибольшее доверие в научном сообществе. См. в статье «Эволюция» для полного объяснения теории эволюции, включая ее основных сторонников как до, так и после Дарвина, пробуждение ею сопротивления и признания в обществе, а также научные инструменты, используемые для исследования теории и доказательства ее справедливости.

.

Homo sapiens эволюционировал на 100000 лет раньше, чем предполагалось

Окаменелости, которые переписывают историю человечества: кости 300000-летнего возраста, найденные в Марокко, показывают, что Homo Sapiens эволюционировал в Африке на 100000 лет раньше, чем предполагалось

  • В Джебель-Ирхуде, Марокко были обнаружены останки как минимум пяти человек
  • Ранее , самые старые окаменелости Homo sapiens, датируемые 195000 лет назад
  • Сканирование показывает, что кости имеют структуру, аналогичную структуре современных людей
  • Каменные орудия также были найдены на месте, которое, по мнению исследователей, связано с появлением Homo sapiens

Автор: Shivali Best For Mailonline

Опубликовано: | Обновлено:

Археологи обнаружили самые старые в мире окаменелости Homo sapiens, а также каменные орудия труда и кости животных в Джебель-Ирхуде, Марокко.

Окаменелости датируются 300 000 лет назад и на 100 000 лет старше любых других обнаруженных окаменелостей Homo sapiens.

Полученные данные отодвигают происхождение нашего вида назад и показывают, что около 300 000 лет назад на большей части Африки произошли важные изменения в нашей биологии и поведении.

Прокрутите вниз, чтобы увидеть видео

Археологи обнаружили самые старые в мире окаменелости Homo sapiens, а также каменные орудия труда и кости животных в Джебель-Ирхуде, Марокко.

САМЫЕ СТАРЫЕ ОКАМЕНЕЕ ЧЕЛОВЕКА

Группа исследователей обнаружила черепа, зубы и длинные кости из минимум пять человек.

Чтобы датировать окаменелости, команда использовала метод термолюминесцентного датирования нагретых кремней, найденных в тех же отложениях.

Возраст этих кремней составляет около 300 000 лет назад.

Команда также пересчитала возраст нижней челюсти, найденной в Джебель-Ирхуде в 1960-х годах.

Если раньше челюсть датировалась 160000 лет назад, то новое и более точное датирование —

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о