Dozele subletale au efecte somatice și genetice foarte semnificative. În acest sens, în radiobiologie este obișnuit să se facă distincția între efectele unei iradieri puternice, dar pe termen scurt și efectul iradierii prelungite sau chiar constante, cu doze mici. Ultimul caz este obiectul studiului de către ecologiști, deoarece, cu o expunere slabă, cel mai adesea este pericolul contaminării radioactive a mediului.
Iradierea cu doze subletale de radiații ionizante are următoarele consecințe:
1) slăbește organismul iradiat, reduce activitatea sa vitală (încetinirea creșterii, scăderea imunității organismului);
2) afectează caracteristicile demo-ecologice ale populației (reduce longevitatea și creșterea populației);
3) afectează genele în diverse moduri;
4) are un efect cumulativ, provocând efecte ireversibile.
Iradierea experimentală a numeroase specii și plante de plante
Sensibilitatea organismelor la radiații este mai mare, cu atât mai mare este organizarea lor. În consecință, persoana este cel mai expusă la radiații.
Efectul radiației asupra unei persoane depinde de mulți factori: - în ceea ce privește doza și doza, adică aceeași doză, dar întinsă în timp, are un efect mai puțin dăunător decât o doză puternică unică; - vârsta (cei mai expuși la radiații sunt persoanele sub vârsta de 25 de ani); - sensibilitate la radiatii de la diferite organe umane (cea mai mare sensibilitate posedă organe hematopoietice, epiteliul intestinal, ale pielii și ale epiteliului spermatogenic, ale țesutului muscular mai puțin sensibilă și osoase); și așa mai departe.
4.7. Consecințele ecologice ale poluării prin radiație a mediului
Importanța ecologică a izotopilor este diferită. Substanțele radioactive cu un timp de înjumătățire scurt (mai puțin de două zile) nu reprezintă un pericol major pentru biotopuri (cu excepția exploziilor), deoarece acestea mențin un nivel ridicat de radiație pentru o perioadă scurtă de timp. Pe de altă parte, substanțele cu un timp de înjumătățire foarte lung (uraniu-238) nu sunt, de asemenea, foarte periculoase, deoarece emit radiații foarte slabe pe unitatea de timp.
Astfel, cele mai periculoase elemente radioactive sunt cele în care timpul de înjumătățire variază de la câteva săptămâni la câțiva ani. Acest timp este suficient pentru ca aceste elemente să pătrundă în diferite organisme și să se acumuleze în lanțurile alimentare.
Trebuie remarcat faptul că același nivel de poluare cu substanțe radioactive ecosisteme mai periculoase pentru biocenoza considerate izotopi ai elementelor care sunt termeni de baza materiei vii (P-14, P-326, Ga-45, J-131, etc.). Mai puțin periculoase substanțe radioactive rare, care sunt slab sau deloc absorbite de organismele vii (de exemplu, un radon gaz inert).
Izotopi, prin substanța lor chimică
proprietăți similare elementelor active
4. În conformitate cu instrucțiunile pentru dozimetru, se măsoară activitatea specifică a radionuclidului de cesiu-137 în diferite probe (apă, nisip, pietriș, sol).
2. G. N. N. Styut, U. Teylor, D., Biology / Trans. cu engleza.
3. О д у м Ю. / Ecologie / Trans. cu engleza. În 2 volume M. Mir, 1986.
5. Ramad F. Fundamentele aplicării ecologiei / Trans. cu franțuze. L. Gidrometeozidat, 1981. 543 p.
8. Chernova N.M. Atelier de laborator privind ecologia. M. Iluminare ,.
1.1. Conceptul de ecosistem
Un ecosistem este orice combinație de interacțiune dintre organismele vii și condițiile de mediu. Ecosistemele sunt, de exemplu, un mândru, un patch de pădure, un peisaj geografic sau chiar întregul glob.
Ecosistemele constau din componente vii și ne-vii, numite biotice și, respectiv, abiotice. Componenta biotică pe tipuri de alimente este împărțită în organisme autotrofice și heterotrofice.
Autotrofii sintetizează substanțele organice de care au nevoie din substanțe anorganice. În funcție de sursa de energie pentru sinteză, ele sunt împărțite în două tipuri: fotoautotrofe și chemoautotrofe.
Photoautotrofele pentru sinteza substanțelor organice utilizează energia solară. Acestea sunt plante verzi care au clorofilă (și altele
pigmenți) și asimilarea
sinteza substanțelor organice
energie chimică. Acestea sunt bacterii de sulf și bacterii de fier, care primesc energie în timpul oxidării compușilor de fier și sulf. Chemoautotrofii joacă un rol semnificativ numai în ecosistemele apelor subterane. Rolul lor în ecosistemele terestre este relativ mic.
Heterotrofii folosesc substanțe organice, care sunt sintetizate de autotrofe, și împreună cu aceste substanțe primesc energie. Heterotrofii, prin urmare, depind de existența lor pe autotrofe și o înțelegere a acestei dependențe este necesară pentru înțelegerea ecosistemelor.
Heterotrofii sunt prădători, paraziți. Un grup de saprofite aparține organismelor heterotrofice. care utilizează compuși organici ai corpurilor moarte sau animale pentru a se hrăni. Participând la mineralizarea compușilor organici, saprofitele formează o legătură importantă în ciclul biologic. Saprofitele sunt ciuperci, bacterii, printre animale - unele insecte (zhukinavozniki), râme, unele mamifere (hienelor) și păsări (vulturi).
Componenta neînsuflețită sau abiotică a ecosistemului include, în primul rând, solul sau apa și, în al doilea rând, climatul.
1.2. Lanțuri alimentare și nivele trofice
În interiorul substanței organice ecosistemului conținând energie sunt organisme autotrofe și servesc drept hrană (substanță și sursa de energie) pentru heterotrophs. Un exemplu tipic: un animal mănâncă o plantă. Acest animal, la rândul său, poate fi mâncat de alte animale, și astfel, energia poate fi transferată printr-o serie de organisme - fiecare alimentând ulterior pe cea precedentă, furnizând-o
materii prime și energie. Această secvență se numește lanțul alimentar. și fiecare dintre legăturile sale - nivel trofic. La fiecare transfer următor, cea mai mare parte (80 - 90%) a energiei potențiale se pierde, trecând în căldură. Prin urmare, cu cât lanțul alimentar este mai scurt, cu atât mai multă energie este disponibilă populației. Deoarece pierderile de energie asociate cu limitarea transferului de numărul de link-uri din lanțul alimentar, care de obicei nu depășește 4 - 5, deoarece cu cât lanțul alimentar, cu atât mai puțin produsele sale de ultima legătură în raport cu produsul inițial.
Primul nivel trofic este ocupat de producători. Autotrofii sunt în mare parte plante verzi. Unele procariote, și anume algele albastru-verzui și câteva specii de bacterii, fac și fotosinteza, dar contribuția lor este relativ mică. Fotosinteza transformă energia solară într-o substanță chimică, închisă în moleculele organice, din care sunt construite țesuturile. O contribuție mică la producerea materiei organice se face prin bacterii chemosintetice.
Organismele celui de-al doilea nivel trofic sunt numite consumatori primari. consumatorii secundari. Toți consumatorii se referă la heterotrofe.
Consumatorii primari sunt hrăniți de producători, și anume sunt erbivore. Pe teren, herbivorii tipici sunt multe insecte, reptile, păsări și mamifere. În ecosistemele acvatice, formele erbivore sunt de obicei reprezentate de moluste și crustacee mici. Paraziți ai plantelor (fungi, plante și animale) aparțin, de asemenea, consumatorilor primari.
Consumatorii secundari se hrănesc cu ierbivore, deci sunt deja animale carnivore, precum și consumatori terțiari care consumă consumatori de clasa a doua. Consumatorii din a doua și a treia ordine pot fi prădători, pot mânca carii sau pot fi paraziți.
Există două tipuri principale de lanțuri alimentare - pășuni și detritus. În lanțurile alimentare cu pășuni, primul nivel trofic este ocupat de plante verzi, al doilea este de animale de pășunat și al treilea de prădători.
Cu toate acestea, cadavrele animalelor și plantelor moarte încă conțin energie, precum și descărcări de viață, cum ar fi urina și fecalele. Aceste produse sunt primul nivel trofic al lanțului detrital și se numesc detrite. Aceste materiale organice sunt descompuse de descompunere. Astfel, lanțul alimentar detrital începe cu rămășițe organice moarte și merge mai departe la organismele care le hrănesc.
De exemplu, un animal mort
În schemele de lanțuri alimentare, fiecare organism este reprezentat ca hrană pe alte organisme de același tip. Cu toate acestea, legăturile alimentare reale din ecosistem sunt mult mai dificile, deoarece animalele pot mânca organisme de diferite tipuri din aceeași sau din diferite lanțuri alimentare.
Prin urmare, lanțurile alimentare nu sunt izolate unele de altele, ele sunt strâns legate între ele și formează rețele de alimente.
1.3. Piramide ecologice
Piramidele ecologice exprimă structura trofică a ecosistemului într-o formă geometrică. Ele sunt construite prin suprapunerea unor dreptunghiuri de aceeași lățime, dar lungimea dreptunghiurilor trebuie să fie proporțională cu valoarea parametrului măsurat. Deci puteți obține piramidele de numere, biomasă și energie.
Aceste piramide reflectă cele două caracteristici fundamentale ale oricărei biocenoză atunci când își arată structura trofică:
înălțimea lor este proporțională cu lungimea lanțului alimentar în cauză; numărul de niveluri trofice conținute în acesta;
forma lor reflectă mai mult sau mai puțin eficacitatea transformărilor de energie în tranziția de la un nivel la altul.
Piramidele numerelor reprezintă cea mai simplă aproximare a studiului structurii trofice a ecosistemului. Se stabilește regula de bază, conform căreia în orice mediu numărul de indivizi scade de la un nivel trofic la altul, iar mărimea acestora crește (Fig.1.1).
Fig. 1.1. Piramida numerelor ecologice
Cu toate acestea, în construirea de diferite piramide de numere există o mare varietate: uneori pot fi transformate cu susul în jos. Deci, în pădure există mai puțini copaci (producători primari) decât insectele. Același tipar se observă în lanțurile alimentare de paraziți.
În concluzie, menționăm că piramida numărului nu reflectă în mod ideal conexiunile trofice din comunitate, deoarece ignoră complet nici dimensiunile, nici masa individului.
Piramida biomasei reflectă mai bine relațiile nutriționale din ecosistem, deoarece arată biomasa (masa uscată) la un moment dat la fiecare nivel al lanțului alimentar (figura 1.2).
Fig. 1.2. Piramidele din biomasă. Tipul A este cel mai des întâlnit.
Tipul B se referă la piramidele inversate (a se vedea textul). Figuri înseamnă produsul exprimat în g / m 2 [2]
Este important să se înțeleagă că valoarea biomasei nu conține nicio informație despre rata de formare sau de consum.
Producătorii de dimensiuni mici, cum ar fi algele, au o rată de reproducere ridicată, echilibrată de consumul intensiv de alimente de către alte specii și de moartea naturală. Astfel, deși biomasa lor poate fi mică în comparație cu producătorii mari (copaci), productivitatea nu poate fi mai mică decât aceasta, deoarece arborii acumulează biomasa pentru o lungă perioadă de timp. O posibilă consecință a acestei situații este piramida inversată a biomasei, prezentată în Figura 1.2, care descrie comunitatea din Canalul Mânecii. Zooplanctonul are o biomasă mai mare decât fitoplanctonul, pe care se hrănește.
Astfel de inconveniente pot fi evitate prin utilizarea piramidelor energetice. Piramidele energiei în modul cel mai fundamental reflectă conexiunile dintre organisme la diferite niveluri trofice. Fiecare etapă a piramidei energetice reflectă cantitatea de energie (pe unitate de suprafață sau volum) care a trecut printr-un anumit nivel trofic într-o anumită perioadă (Figura 1.3).
Fig. 1.3. Piramida energiei. Cifrele indică cantitatea de energie la fiecare nivel trofic în kJ / m 2 an [2]
Piramidele energetice ne permit să comparăm nu numai diferitele ecosisteme, ci și importanța relativă a populațiilor în cadrul unui ecosistem, fără a obține piramide inversate.
1.4. Eficiența ecosistemului
Orice ecosistem este caracterizat de o anumită biomasă. Biomasa se referă la masa totală a tuturor materiilor vii, plantelor și animalelor, disponibile la un moment dat în ecosistem sau într-o parte din acesta. Biomasa este de obicei exprimată în termeni de masă în termeni de substanță uscată sau de energie conținută într-o anumită masă (J, cal). Biomasa acumulată pe o anumită perioadă de timp (de obicei, un an) se numește productivitate biologică. Cu alte cuvinte, productivitatea este rata de acumulare a materiei organice (aceasta include întreaga creștere a țesutului vegetal, adică rădăcini, frunze
și așa mai departe, precum și o creștere a masei țesuturilor animale într-o anumită perioadă de timp).
Productivitatea ecosistemului este împărțită în primar și secundar. Productivitatea primară. sau producția primară, este rata de acumulare a materiei organice de către organismele autotrofice.
Productivitatea primară este subdivizată la rândul său în valoare brută
și curat. Producția primară brută este masa totală a produselor organice
substanță sintetizată de producători pentru o anumită perioadă de timp.
O parte din materia organică sintetizată a plantei sau alți producători este utilizată pentru a-și menține activitatea vitală, adică petreceți în procesul de respirație. Dacă substanța organică consumată în respirația producătorilor este dedusă din producția primară brută, atunci obținem producția primară pură. Este disponibil pentru heterotrofe (consumatori și descompunere), care sunt consumate prin materii organice sintetizate de autotrofe, care creează produse secundare.
Întrucât consumatorii utilizează numai substanțe organice create anterior, producția secundară este brută și curată
cota. Dar cantitatea depinde și de costul respirației, cu cât este mai mult, cu atât mai multă energie consumă corpul. Cu efort intens fizic (de exemplu, la păsări în timpul migrației), producția secundară scade.
Productivitatea netă a comunității implică rata de acumulare a materiei organice în ecosistem, adică dacă scădem costurile de respirație a heterotrofelor din producția primară pură, vom obține productivitatea comunității. Productivitatea ecosistemului este o caracteristică importantă a comunității și este un indicator al stabilității sale. Sistemele cu creștere rapidă, de exemplu, câmp de lucernă, de obicei caracterizat prin produs primar net ridicat și, în cazul în care acestea sunt protejate de consuments, iar productivitatea ridicată a comunității. În comunitățile în starea de echilibru toată producția primară brută este de obicei cheltuit pe autotrophs și respirația heterotrofe, astfel încât, până la sfârșitul ciclului anual al productivității nete comunitare este foarte scăzută sau nu este deloc.
1.5. Modelul fluxului universal de energie
Modelul fluxului de energie prezentat în Fig. 1.4, poate fi numit universal, deoarece este aplicabil oricărei componente vii ale sistemului, fie ea o plantă, un animal, o populație sau un nivel trofic. Aceste modele grafice interconectate pot reflecta bioenergia lanțului alimentar sau a ecosistemului în ansamblu.
Un dreptunghi denotă o structură vie sau o biomasă a componentei principale a modelului. Intrarea totală a energiei este indicată de litera I. Pentru autotrofii obligați, aceasta este ușoară, pentru heterotrofii obligați, este vorba despre alimente ecologice.
Nu toată energia primită de biomasa este convertit: o parte din ea poate trece prin tractul digestiv, nu sunt incluse în metabolismul, și să stea cu excremente, sau în cazul în care este vorba de autotrophs, o parte din lumina trece prin planta nu asimilează. Această parte a energiei este NU. Partea utilizată sau asimilată a energiei în schemă este indicată prin litera A. Raportul dintre A și I. eficiența de asimilare variază foarte mult. Acesta poate fi foarte mică, ca și în cazul asimilării luminii de către plante sau animale de alimente sau foarte mare ca și în cazul animalelor sau bacterii Asimilare alimente dense, de exemplu, zaharuri sau aminoacizi. Autotrofele A - este producția primară brută.
O caracteristică esențială a acestui model - o divizie a asimilat componente energetice P și R. Porțiunea de energie fixă, care este oxidat și se pierde sub formă de căldură, se numește respirație, iar partea care este transformată într-o nouă sau aparținând unui alt tip de materie organică se numește produsul (P) . În plante - este o producție pură, la animale - produse secundare. Componenta P este energie,
Articole similare
-
Sarcinile ecologiei (teoretice generale, aplicate, strategice) subiect al ecologiei
-
Raportul de fotografie despre proiectul pe tema ecologiei "a doua viață la material junk"
Trimiteți-le prietenilor: