Conceptul de ecologie este foarte extins, prin urmare, în funcție de accentul pus pe una sau alta dintre sarcinile sale, formularea însăși se schimbă. Pentru "utilizarea pe termen lung" cea mai bună definiție poate fi, de exemplu, următoarea.
Ecosistem - unitatea funcțională de bază în domeniul ecologiei, complex unic natural format de organismele vii și mediul lor (aer, sol, apă), în care componentele nonliving vii și interconectate metabolismul și energia.
Orice organism viu depinde de spectrul radiației solare de suprafață, de temperatura, de umiditatea mediului, de compoziția chimică a aerului, de alimente și de alți factori. Pe de altă parte, oxigenul liber din atmosfera apare ca urmare a capacității de a trăi plante, stratul de sol fertil este un produs complex de interacțiune dintre climă, umiditatea, organismele vii, cu straturile superioare de rocă. Originea biogenică (care este asociată cu activitatea vitală a plantelor, animalelor, microorganismelor) are cărbune dur, turbă, cretă etc.
VI Vernadskii a subliniat că „biosferă este învelișul exterior al Pământului, diseminarea zonă a vieții, inclusiv toate organismele vii, precum și toate neînsuflețite habitatul lor, în care între corpurile naturale inerte și substanța vie este un material și energie schimb continuu, exprimat în mișcare atomică , cauzate de materia vie. Acest schimb de-a lungul timpului este exprimat printr-un echilibru care se schimba în mod constant, încercând continuu stabilitatea. " În plus, regulile generale ale relației dintre natură și societatea umană sunt în principal luate în considerare.
Astăzi, societatea umană se află pe punctul de a evolua planeta noastră, numită perioada noospherei. Noosfera este legătura dintre cosmos și Pământ, care, folosind energia care vine pe Pământ, transformă substanța moartă, creează noi forme ale lumii materiale, accelerând toate procesele care au loc pe Pământ. Apariția vieții este o etapă naturală de dezvoltare, care a marcat o schimbare calitativă în evoluția Pământului ca un corp cosmic.
Trecerea biosferei în noosphere implică gestionarea dezvoltării societății și a biosferei. Aceasta ar trebui să excludă numai consecințele negative ale gestionării naturii, dar și să corecteze cele care au avut deja loc. Acest lucru necesită:
1) contul curent al schimbărilor în mediu și prevenirea deteriorării calității mediului;
2) previziunile privind schimbările în mediu și consecințele legate de mediu.
• factori de natură neînsuflețită (abiotică);
• Factori de viață sălbatică (biotic).
Răspunsul adaptiv al organismelor la acești sau la alți factori ai mediului este determinat de gradul de constanță (periodicitate) a impactului acestor factori.
AS Monchadsky distinge trei factori principali:
Pentru ca adaptarea organismelor vii la noile condiții să fie înrădăcinată, este nevoie de un timp îndelungat de evoluție, pentru care vor fi înlocuite sute de generații. Organismele vii, de regulă, nu au timp să dezvolte reacții adaptive, adică adaptarea la factori neperiodici în organisme este imposibilă.
Substanțele toxice și nocive, de exemplu, canalizare, gunoi, gaze de eșapament, substanțe radioactive, biocide etc., care lovesc ecosistemul, nu dispar fără urmă. Chiar și concentrațiile lor scăzute, care acționează pentru o lungă perioadă de timp, pot deteriora o persoană, animale și plante. După cum au arătat observațiile, unele otrăviri pot fi transmise prin intermediul lanțurilor și rețelelor alimentare. Deci, metalele grele (de exemplu plumbul) sunt transferate de la plante la vaca, de acolo în lapte, și cu lapte pentru persoana respectivă. Insecticidele vin cu insecte otrăvite în pești insectivori și apoi la o persoană sau pasăre care a mâncat acest pește.
În unele părți ale lanțului alimentar, poate apărea o acumulare în creștere a otrăvurilor. Dacă nu se descompun și nu sunt derivate din organisme, atunci echilibrul ciclului chimic al substanțelor este perturbat. Într-un sistem ecologic viabil, trebuie menținut un echilibru tot timpul, eliminând distrugerea ireversibilă a anumitor "canale" de schimb de informații (energie, chimică, genetică etc.).
Activitatea vieții tuturor organismelor vii, inclusiv a omului, este o lucrare pentru care este necesară energie. Energia radiației solare este primară pe Pământ și are o valoare predominantă pentru viață în regiunile spectrului infraroșu (0,75-4 microni) și ultraviolete (0,28-0,4 microni).
Fluxul continuu de energie solară, perceput de moleculele celulelor vii, este transformat în energia legăturilor chimice. Produsele chimice trec în mod consecvent de la un organism la altul, adică are loc un flux ordonat secvențial de materie și energie.
Producția de fotosinteză furnizează o persoană cu hrană, îmbrăcăminte, energie. De exemplu, cărbunele reprezintă energia solară acumulată în produsele fotosintetice ale plantelor din epoca geologică trecută.
Ecologie, de fapt, analizează relația dintre sistemele și procesele de radiații și de mediu pentru conversia energiei în cadrul sistemului. Relația dintre plante și animale, între prădătorul și prada, să nu mai vorbim compoziția abundența și specii de organisme din fiecare din habitatul lor, sunt limitate și controlate flux de energie, aceasta se transformă dintr-un concentrat forme (specifice) într-o difuză (nerecuperabile).
Există două mecanisme principale pentru reținerea, redistribuirea și acumularea de energie pe Pământ:
- Mecanismul care caracterizează habitatul: evaporare, condensare, gradienți de densitate în atmosferă și ocean, reacții geochimice, eroziune etc. (circulația geochimică a substanțelor).
- Mecanismul care caracterizează activitatea vitală a bioobiectelor: fotosinteza, respirația etc.
Toate tipurile de ecosisteme sunt guvernate de aceleași legi de bază care reglementează sistemele non-vii, de exemplu instalațiile tehnice, mașinile. Diferența constă în faptul că sistemele vii, care utilizează o parte din energia disponibilă în interiorul lor, sunt capabile să se autorestreze, iar mașinile trebuie reparate cu ajutorul energiei externe.
Când radiația este absorbită de un obiect, acesta din urmă se încălzește, adică energia radiației trece în energia mișcării moleculelor, din care constă corpul, și aceasta se aplică oricăror câmpuri fizice și mediilor care interacționează cu ele. În mod special, radiația solară din sol și apă este absorbită în mod diferit, ducând la zone calde și reci, ceea ce determină, la rândul său, formarea de curenți de aer, care, de exemplu, pot roti moară de vânt și pot efectua alte lucrări. Astfel, energia "consumată" nu este consumată efectiv, ea este transferată doar dintr-o stare în care ea poate fi ușor transformată în muncă, într-o stare cu puțină posibilitate de utilizare.
Dacă kakogolibo temperatura corpului peste temperatura mediului ambiant, corpul va renunța la căldură până când temperatura sa este egală cu temperatura mediului ambiant, urmată de o stare de echilibru termodinamic și mai departe de disipare a energiei sub formă de căldură este terminată. Un astfel de sistem este în stare de entropie maximă. Entropia reflectă posibilitatea de transformare a energiei și este considerată ca o măsură de tulburare într-un sistem.
Conceptul de entropie ca indicator al energiei termodinamice distorsionate are o mare importanță nu numai în fizică, chimie, biologie, dar și în mediul de rezolvare a problemelor legate de schimbările în starea mediului. Entropia arată că acest sau acel proces poate apărea într-un sistem cu o anumită probabilitate. În acest caz, dacă sistemul tinde spre o stare de echilibru, entropia crește și tinde la un maxim.
Aplicând prevederile termodinamicii la procesul activității vitale, se poate observa că un organism viu extrage energia din alimente, folosind ordinea legăturilor sale chimice. O parte din energie merge pentru a menține procesele de viață, unele sunt transferate la organismele de nivel alimentar ulterior. La începutul acestui proces este fotosinteza, care sporește ordinea substanțelor organice și minerale degradate. În acest caz, entropia scade din cauza intrării de energie a Soarelui.
Existența biosferei poate fi privită ca un proces staționar, realizat pe fundalul unui proces grandios ireversibil de răcire a Soarelui. Dacă apariția structurii biologice poate fi prezentată în două etape: biosinteza elementelor constituente (molecule, celule) și asamblare lor sistem organizat, procesul de asamblare este în mare măsură sub control termodinamic, deoarece la nivel molecular, sistemul tinde la o stare cu cel mai scăzut potențial chimic. Auto-organizarea și evoluția sistemelor biologice la toate nivelurile, începând cu celula și terminând cu biosfera ca întreg, apar ca urmare a ieșirii entropiei în mediu.
Conform celei de-a doua lege a termodinamicii, energia oricărui sistem tinde să scadă, adică la echilibrul termodinamic, echivalent cu entropia maximă. Într-o astfel de stare, organismul viu va trece, dacă va fi lipsit de capacitatea sa de a extrage ordinea (energia) din mediul înconjurător. Legea entropiei este universală și nelimitată și spune că orice structură care și-a pierdut simțul armoniei este imediat absorbită de natura vie.
Metodele de termodinamică sunt aplicabile numai sistemelor macroscopice constând dintr-un număr mare de particule. Un sistem care nu poate schimba energia sau substanța cu mediul este izolat (pietre, zguri); dacă se schimbă doar energie, atunci sistemul este numit închis (schimbătoare de căldură); și dacă energia și substanțele sunt deschise (bioobiecte).
Atunci când se aplică termodinamică sistemelor biologice, este necesar să se ia în considerare caracteristicile organizării sistemelor vii:
1) sistemele biologice sunt deschise fluxurilor de materie și energie;
2) procesele din sistemele vii sunt în cele din urmă ireversibile;
3) sistemele vii sunt departe de echilibru;
4) sistemele biologice sunt heterofazice și structurate.
Pentru a descrie proprietățile sistemelor biologice adecvate pentru a utiliza termodinamicii proceselor ireversibile, care analizează procesele în timp (fondatori ai Premiului Nobel pentru Chimie L. Onzeger și Prigogine). Conceptul fundamental al termodinamicii proceselor ireversibile este starea staționară a sistemului. Procesul activității vitale a bioobiectelor este însoțit de procese biologice continue, alocând un proces dominant (sau aceleași, în funcție de timp) într-o anumită perioadă de timp.
În sistemele biologice cele mai importante fluxuri sunt fluxurile de materie și încărcăturile electrice. Atunci când, din motive kakimlibo fluxul de staționare este perturbat, adică permeabilitatea membranei este rupt, există un efect de diodă, în care schimbările fr, există o senzație de durere (nou starea de echilibru). În practica medicală, o serie de boli asociate cu o încălcare a staționarei schimbului de ioni (radiculită, depunerea de săruri etc.) sunt tratate eficient prin metode electro-terapeutice.
În general, principala proprietate a sistemelor vii este prezența unei diferențe de potențial asupra membranelor celulare. Modificări minore sunt însoțite de un potențial schimbări fiziologice distincte :. impuls nervos, transportul ionilor prin membrană, reducerea în țesutul muscular, etc. violare pe termen lung a integrității membranei duce întotdeauna la patologia și echipotențializarea înseamnă moartea celulelor.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: