Lindemanns Regel (10 %)

Der durch die trophischen Ebenen der Biozönose fließende Energiefluss erlischt allmählich. Im Jahr 1942 formulierte R. Lindeman das Gesetz der Energiepyramide oder das Gesetz (Regel) von 10 %, wonach man von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide zu einer anderen, höheren Ebene (entlang der „Leiter“: Produzent) gelangt - Verbraucher - Zersetzer) im Durchschnitt etwa 10 % der auf der vorherigen Ebene der ökologischen Pyramide aufgenommenen Energie. Der Rückfluss, der mit dem Verbrauch von Stoffen und Energie verbunden ist, die von der oberen Ebene der ökologischen Pyramide durch ihre unteren Ebenen erzeugt werden, beispielsweise von Tieren zu Pflanzen, ist viel schwächer – nicht mehr als 0,5 % (sogar 0,25 %) ihrer Gesamtmenge Fluss, und daher kann man sagen, dass es nicht nötig ist, über den Energiekreislauf in der Biozönose zu sprechen.

Wenn beim Übergang auf eine höhere Ebene der ökologischen Pyramide Energie um das Zehnfache verloren geht, dann nimmt die Anreicherung einer Reihe von Stoffen, darunter auch giftiger und radioaktiver Stoffe, in etwa im gleichen Verhältnis zu. Diese Tatsache ist in der Regel der biologischen Verbesserung verankert. Dies gilt für alle Volkszählungen. In aquatischen Biozönosen korreliert die Anreicherung vieler toxischer Substanzen, darunter auch chlororganischer Pestizide, mit der Masse der Fette (Lipide), d.h. hat eindeutig eine energetische Basis.

Ökologische Pyramiden

Um die Beziehungen zwischen Organismen verschiedener Arten in einer Biozönose anschaulich darzustellen, ist es üblich, ökologische Pyramiden zu verwenden, wobei man Zahlen-, Biomasse- und Energiepyramiden unterscheidet.

Unter den ökologischen Pyramiden sind die bekanntesten und am häufigsten genutzten:

§ Zahlenpyramide

§ Pyramide der Biomasse

Zahlenpyramide. Um eine Bevölkerungspyramide zu erstellen, wird die Anzahl der Organismen in einem bestimmten Gebiet gezählt und nach trophischen Ebenen gruppiert:

§ Produzenten - Grünpflanzen;

§ Hauptkonsumenten sind Pflanzenfresser;

§ Sekundärkonsumenten – Fleischfresser;

§ Tertiärkonsumenten – Fleischfresser;

§ Ga-e-Konsumenten („ultimative Raubtiere“) – Fleischfresser;

§ Zersetzer – Destruktoren.

Jede Ebene wird konventionell als Rechteck dargestellt, dessen Länge bzw. Fläche dem Zahlenwert der Individuenzahl entspricht. Durch die Anordnung dieser Rechtecke in einer untergeordneten Reihenfolge erhalten wir eine ökologische Zahlenpyramide (Abb. 3), deren Grundprinzip erstmals vom amerikanischen Ökologen C. Elton Nikolaikin N. I. Ecology: Textbook formuliert wurde. für Universitäten / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - 3. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004..

Reis. 3. Ökologische Populationspyramide für eine mit Getreide bewachsene Wiese: Zahlen – Anzahl der Individuen

Daten für Bevölkerungspyramiden lassen sich recht einfach durch direkte Stichprobenerhebung erhalten, es gibt jedoch einige Schwierigkeiten:

§ Die Größe der Produzenten ist sehr unterschiedlich, obwohl ein Gras- oder Algenexemplar den gleichen Status hat wie ein Baum. Dies verstößt manchmal gegen die korrekte Pyramidenform und führt manchmal sogar zu umgekehrten Pyramiden (Abb. 4) Ebd.;

Reis.

§ Der Zahlenbereich verschiedener Arten ist so groß, dass es schwierig ist, den Maßstab bei der grafischen Darstellung beizubehalten. In solchen Fällen kann jedoch ein logarithmischer Maßstab verwendet werden.

Biomassepyramide. Die ökologische Biomassepyramide ist ähnlich wie die Zahlenpyramide aufgebaut. Seine Hauptbedeutung besteht darin, die Menge an lebender Materie (Biomasse – die Gesamtmasse der Organismen) auf jeder trophischen Ebene anzuzeigen. Dadurch werden die für Bevölkerungspyramiden typischen Unannehmlichkeiten vermieden. In diesem Fall ist die Größe der Rechtecke proportional zur Masse der lebenden Materie der entsprechenden Ebene pro Flächen- oder Volumeneinheit (Abb. 5, a, b) Nikolaikin N. I. Ökologie: Lehrbuch. für Universitäten / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - 3. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004. Der Begriff „Biomassepyramide“ entstand aufgrund der Tatsache, dass in den allermeisten Fällen die Masse der Primärverbraucher, die auf Kosten der Produzenten leben, deutlich geringer ist als die Masse dieser Produzenten, und die Die Masse der Sekundärverbraucher ist deutlich geringer als die Masse der Primärverbraucher. Die Biomasse der Destruktoren wird üblicherweise separat ausgewiesen.

Reis. 5. Pyramiden der Biomasse der Biozönosen eines Korallenriffs (a) und des Ärmelkanals (b): Zahlen – Biomasse in Gramm Trockenmasse pro 1 m 2

Bei der Probenahme wird die stehende Biomasse oder der stehende Ertrag (d. h. zu einem bestimmten Zeitpunkt) ermittelt, der keine Informationen über die Geschwindigkeit der Biomasseproduktion oder des Biomasseverbrauchs enthält.

Die Geschwindigkeit der Entstehung organischer Substanz bestimmt nicht deren Gesamtreserven, d. h. die Gesamtbiomasse aller Organismen auf jeder trophischen Ebene. Daher kann es bei der weiteren Analyse zu Fehlern kommen, wenn Folgendes nicht berücksichtigt wird:

* Erstens, wenn die Rate des Biomasseverbrauchs (Verlust durch Verbrauch) und die Rate ihrer Bildung gleich sind, zeigt die stehende Ernte nicht die Produktivität an, d. h. über die Menge an Energie und Materie, die sich über einen bestimmten Zeitraum (z. B. ein Jahr) von einer trophischen Ebene zu einer anderen, höheren Ebene bewegt. So kann auf einer fruchtbaren, intensiv genutzten Weide der Ertrag an stehendem Gras zwar geringer, die Produktivität aber höher sein als auf einer weniger fruchtbaren, aber wenig beweideten Weide;

* Zweitens zeichnen sich Kleinproduzenten wie Algen durch eine hohe Wachstums- und Reproduktionsrate aus, die durch ihren intensiven Verzehr als Nahrung durch andere Organismen und den natürlichen Tod ausgeglichen wird. Daher kann ihre Produktivität nicht geringer sein als die großer Produzenten (z. B. Bäume), obwohl die vorhandene Biomasse gering sein kann. Mit anderen Worten: Phytoplankton mit der gleichen Produktivität wie ein Baum wird viel weniger Biomasse haben, obwohl es das Leben von Tieren mit der gleichen Masse unterstützen könnte.

Eine der Folgen davon sind „umgekehrte Pyramiden“ (Abb. 3, b). Zooplankton von Biozönosen von Seen und Meeren hat meist eine größere Biomasse als ihre Nahrung – Phytoplankton, aber die Reproduktionsrate von Grünalgen ist so hoch, dass sie innerhalb von 24 Stunden die gesamte vom Zooplankton gefressene Biomasse wiederherstellen. Dennoch wird zu bestimmten Jahreszeiten (während der Frühlingsblüte) das übliche Verhältnis ihrer Biomasse beobachtet (Abb. 6) Nikolaikin N.I. Ökologie: Lehrbuch. für Universitäten / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - 3. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004..

Reis. 6. Saisonale Veränderungen in den Pyramiden der Seebiomasse (am Beispiel eines der Seen in Italien): Zahlen – Biomasse in Gramm Trockenmasse pro 1 m3

Die unten diskutierten Energiepyramiden weisen keine offensichtlichen Anomalien auf.

Pyramide der Energien. Die grundlegendste Möglichkeit, die Zusammenhänge zwischen Organismen verschiedener trophischer Ebenen und die funktionelle Organisation von Biozönosen abzubilden, ist die Energiepyramide, bei der die Größe der Rechtecke proportional zum Energieäquivalent pro Zeiteinheit ist, d.h. die Energiemenge (pro Flächen- oder Volumeneinheit), die in einem bestimmten Zeitraum durch eine bestimmte trophische Ebene geflossen ist (Abb. 7) Ebenda. Zur Basis der Energiepyramide kann sinnvollerweise von unten ein weiteres Rechteck hinzugefügt werden, das die widerspiegelt Fluss der Sonnenenergie.

Die Energiepyramide spiegelt die Dynamik des Durchgangs der Nahrungsmasse durch die Nahrungskette (trophische Kette) wider, was sie grundlegend von den Zahlen- und Biomassepyramiden unterscheidet, die die Statik des Systems (die Anzahl der Organismen zu einem bestimmten Zeitpunkt) widerspiegeln. Die Form dieser Pyramide wird nicht durch Veränderungen in der Größe und Stoffwechselrate von Individuen beeinflusst. Wenn alle Energiequellen berücksichtigt werden, wird die Pyramide gemäß dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik immer ein typisches Aussehen (in Form einer Pyramide mit der Spitze nach oben) haben.

Reis. 7. Energiepyramide: Zahlen – Energiemenge, kJ * m -2 * r -1

Energiepyramiden ermöglichen nicht nur den Vergleich verschiedener Biozönosen, sondern auch die Ermittlung der relativen Bedeutung von Populationen innerhalb einer Gemeinschaft. Sie sind die nützlichsten der drei Arten ökologischer Pyramiden, aber die Daten zu ihrer Konstruktion sind am schwierigsten zu beschaffen.

Eines der erfolgreichsten und anschaulichsten Beispiele klassischer ökologischer Pyramiden sind die in Abb. 8 Nikolaikin N.I. Ökologie: Lehrbuch. für Universitäten / N. I. Nikolaikin, N. E. Nikolaikina, O. P. Melekhova. - 3. Aufl., Stereotyp. - M.: Bustard, 2004. Sie veranschaulichen die vom amerikanischen Ökologen Yu. Odum vorgeschlagene bedingte Biozönose. Die „Biozönose“ besteht aus einem Jungen, der nur Kalbfleisch isst, und Kälbern, die nur Luzerne essen.

Reis.

Regel 1 % Ökologie. Vorlesungskurs. Zusammengestellt von: Ph.D., außerordentlicher Professor A.I. Tikhonov, 2002. Pasteurs Punkte sowie R. Lindemanns Gesetz der Energiepyramide führten zur Formulierung der Regeln von einem und zehn Prozent. Natürlich sind 1 und 10 ungefähre Zahlen: etwa 1 und etwa 10.

"Magische Zahl" 1 % ergibt sich aus dem Verhältnis der Energieverbrauchsmöglichkeiten und der zur Stabilisierung der Umwelt erforderlichen „Kapazität“. Für die Biosphäre beträgt der Anteil des möglichen Verbrauchs an der gesamten Primärproduktion nicht mehr als 1 % (was aus dem Gesetz von R. Lindemann folgt: Etwa 1 % der energetischen Nettoprimärproduktion wird von Wirbeltieren als Verbraucher höherer Ordnung verbraucht, etwa 10 % von Wirbellosen als Konsumenten niedrigerer Ordnung und der verbleibende Teil - Bakterien und saprophagen Pilze). Sobald die Menschheit am Rande des letzten und unseres Jahrhunderts begann, eine größere Menge an Biosphärenprodukten zu verwenden (jetzt mindestens 10 %), war das Le Chatelier-Brown-Prinzip nicht mehr erfüllt (anscheinend ab etwa 0,5 %). die Gesamtenergie der Biosphäre): Die Vegetation sorgte nicht für ein Biomassewachstum entsprechend dem Anstieg der CO 2 -Konzentration usw. (Ein Anstieg der von Pflanzen gebundenen Kohlenstoffmenge wurde erst im letzten Jahrhundert beobachtet.)

Empirisch ist die Schwelle des Verbrauchs von 5 - 10 % der Stoffmenge, die beim Durchlaufen zu spürbaren Veränderungen in den Systemen der Natur führt, hinreichend anerkannt. Es wurde hauptsächlich auf empirisch-intuitiver Ebene übernommen, ohne die Formen und die Art der Kontrolle in diesen Systemen zu unterscheiden. Es ist grob möglich, die sich abzeichnenden Übergänge für natürliche Systeme einerseits in organismische und konsortiale Bewirtschaftungsformen und andererseits in Populationssysteme zu unterteilen. Für Ersteres sind die Werte, die uns interessieren, die Schwelle zum Verlassen eines stationären Zustands von bis zu 1 % des Energieflusses („Norm“ des Verbrauchs) und die Schwelle der Selbstzerstörung – etwa 10 % davon.“ Norm". Bei Bevölkerungssystemen führt das Überschreiten von durchschnittlich 10 % des Entnahmevolumens zum Verlassen des stationären Zustands dieser Systeme.

VPR Allrussische Testarbeit - Biologie, Klasse 11

Erläuterungen zum Beispiel der Allrussischen Testarbeit

Wenn Sie sich mit einer Beispieltestarbeit vertraut machen, sollten Sie bedenken, dass die in der Beispielaufgabe enthaltenen Aufgaben nicht alle Fähigkeiten und Inhaltsfragen widerspiegeln, die im Rahmen der gesamtrussischen Testarbeit getestet werden. Eine vollständige Liste der Inhaltselemente und Fähigkeiten, die in der Arbeit getestet werden können, finden Sie im Kodifikator für Inhaltselemente und Niveauanforderungen
Ausbildung von Absolventen für die Entwicklung eines gesamtrussischen Tests in Biologie.
Der Zweck der Mustertestarbeit besteht darin, einen Eindruck vom Aufbau der gesamtrussischen Testarbeit, der Anzahl und Form der Aufgaben sowie deren Komplexitätsgrad zu vermitteln.

Anweisungen zur Durchführung der Arbeiten

Der Test umfasst 16 Aufgaben. Für die Bearbeitung der Biologiearbeit ist 1 Stunde 30 Minuten (90 Minuten) vorgesehen.
Notieren Sie Antworten auf Aufgaben an der dafür vorgesehenen Stelle in Ihrer Arbeit. Wenn Sie eine falsche Antwort aufschreiben, streichen Sie diese durch und schreiben Sie eine neue daneben.
Bei der Arbeit dürfen Sie einen Taschenrechner benutzen.
Beim Erledigen von Aufgaben können Sie einen Entwurf verwenden. Beiträge im Entwurf werden nicht überprüft oder bewertet.
Wir empfehlen Ihnen, die Aufgaben in der angegebenen Reihenfolge zu erledigen. Um Zeit zu sparen, überspringen Sie eine Aufgabe, die Sie nicht sofort erledigen können, und fahren Sie mit der nächsten fort. Wenn Sie nach Abschluss aller Arbeiten noch Zeit haben, können Sie zu den verpassten Aufgaben zurückkehren.
Die Punkte, die Sie für erledigte Aufgaben erhalten, werden summiert. Versuchen Sie, so viele Aufgaben wie möglich zu erledigen und die meisten Punkte zu erzielen.
Wir wünschen Ihnen viel Erfolg!

1. Wählen Sie aus der angegebenen Liste systematischer Taxa aus drei Taxon, das sind allgemein bei der Beschreibung der abgebildeten Organismen.

Liste der Taxa:
1) Klasse Dikotyledonen
2) Nichtzelluläres Imperium
3) das Königreich der Prokaryoten
4) Königreich der Pflanzen
5) Unterreich Mehrzellig
6) Blumenabteilung
Notieren Sie die Nummern der ausgewählten Taxa.

Alle auf unserem Planeten existierenden Pflanzen sind zu einer zusammengefasst Königreich Was heisst Pflanzen.

Pflanzen sind in zwei Unterreiche unterteilt – höhere und niedrigere.

Zu den niederen Pflanzen zählen Algen.

Und höhere Pflanzen werden in Sporen- und Samenpflanzen unterteilt. Die Sporenabteilungen umfassen Moose, Schachtelhalme, Moose und Farne. Und für die Samenpflanzen – die Abteilung Gymnosperm und die Abteilung Angiosperm (Blume).

Gymnospermen haben keine krautigen Formen, und da wir sehen, dass die uns gegebenen Pflanzen definitiv keine Bäume oder Sträucher sind, gehören sie dazu Abteilung Blumen(Die gleiche Schlussfolgerung könnte aus dem Vorhandensein von Blumen und Früchten gezogen werden.)

Kohl ist eine Pflanze aus der Familie der Kreuzblütler (Kohl), Erbsen gehören zur Familie der Hülsenfrüchte und Kartoffeln gehören zur Familie der Nachtschattengewächse. Pflanzen dieser Familien gehören zu Klasse Dikotyledonen.

Die richtigen Antworten sind also Punkte 1 , 4 , 6 .

Lassen Sie uns die anderen Antwortmöglichkeiten eliminieren.

Diese Pflanzen werden nicht als nichtzellulare Pflanzen klassifiziert, da sie eine zelluläre Struktur haben, das heißt, sie bestehen aus Zellen. Sie werden nicht als Superreich der Prokaryoten klassifiziert, da Prokaryoten Organismen sind, deren Zellen keinen Zellkern haben, während Pflanzen einen Zellkern haben. Sie gehören nicht zum Unterreich der Vielzeller, da es in der Taxonomie der Pflanzen höhere und niedere Unterreiche gibt, es aber überhaupt keine Unterreiche der Vielzeller gibt.

2. Allens Regel besagt, dass unter verwandten Formen warmblütiger Tiere Menschen, die in kälteren Klimazonen leben und einen ähnlichen Lebensstil führen, haben relativ kleinere hervorstehende Körperteile: Ohren, Beine, Schwänze usw.
Schauen Sie sich die Fotos an, die Vertreter von drei eng verwandten Säugetierarten zeigen. Ordnen Sie diese Tiere in der Reihenfolge an, in der sich ihre natürlichen Lebensräume auf der Erdoberfläche von Norden nach Süden befinden.

1. Notieren Sie in der Tabelle die entsprechende Zahlenfolge, die darauf hinweist
Fotos.

2. Erklären Sie anhand Ihres Wissens über Thermoregulation die Allen-Regel.

________________________________________________________________________________

Antwort auf die erste Frage: 312
Die Antwort auf die zweite Frage: Je größer die Körperoberfläche eines Warmblüters, desto intensiver ist die Wärmeübertragung. Dazu tragen große Ohren bei.

Die Beantwortung der ersten Frage ist überhaupt nicht schwierig. Es ist zu bedenken, dass die Anordnung der Tiere am nördlichsten beginnend erfolgen muss und dass nördliche Tiere nach Allens Regel kleinere hervorstehende Körperteile haben. Das heißt, wir müssen die Tiere anordnen, beginnend mit dem Tier mit den kleinsten Ohren.

Eine Verringerung der hervorstehenden Körperteile führt bei Tieren zu einer Verringerung der Körperoberfläche und damit zu einer Verringerung der Wärmeübertragung. Dies hilft Tieren, die unter kalten Bedingungen leben, Wärme zu sparen. Darauf sollte die Antwort auf die zweite Frage basieren.

1. Sortieren Sie Organismen nach ihrer Position in der Nahrungskette.
Schreiben Sie in jede Zelle
der Name eines der vorgeschlagenen Organismen.
Liste der Organismen: Heuschrecken, Pflanzen, Schlangen, Frösche, Adler.

Nahrungskette

2. Die Regel besagt:„Nicht mehr als 10 % der Energie kommen von der vorherigen trophischen Ebene zur nächsten.“ Berechnen Sie anhand dieser Regel die Energiemenge (in kJ), die auf die Ebene der Verbraucher zweiter Ordnung fließt, wenn die jährliche Nettoprimärproduktion des Ökosystems 10.000 kJ beträgt.

1. Pflanzen – Heuschrecken – Frösche – Schlangen – Adler

4. Studieren Sie die Zeichnung. Durch welchen Prozess entstand die Vielfalt der dargestellten Organismen?

Antwort: __________________________________________________________________________

Künstliche Selektion
ODER Mutationsvariabilität,
ODER erbliche Variabilität

5. Studieren Sie die Grafik, die die Abhängigkeit der vom Enzym katalysierten Reaktionsgeschwindigkeit zeigt. auf der Körpertemperatur des Hundes (die x-Achse ist die Körpertemperatur des Hundes (in °C) und die y-Achse ist die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion (in willkürlichen Einheiten)).

Es ist bekannt, dass die Körpertemperatur eines gesunden Hundes im Bereich von 37,5–38,5 °C liegt. Wie verändert sich die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen im Körper eines Hundes, wenn seine Körpertemperatur höher als normal ist?

Antwort: __________________________________________________________________________

Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen wird abnehmen (fallen)

6. Füllen Sie die leeren Zellen der Tabelle mit der Liste der fehlenden Elemente unten aus: Wählen Sie für jede durch einen Buchstaben gekennzeichnete Lücke die Nummer des erforderlichen Elements aus und notieren Sie sie in der Tabelle.

Fehlende Elemente:
1) DNA
2) Anatomie
3) organismisch
4) Chloroplasten
5) molekulargenetisch
6) Zytologie

7. Cholesterin spielt eine wichtige Rolle im Stoffwechsel und der Funktion des Nervensystems. Es gelangt über tierische Produkte in den Körper. In pflanzlichen Produkten kommt es praktisch nicht vor. Die Menge an Cholesterin, die mit der Nahrung in den Körper gelangt, sollte 0,3–0,5 g pro Tag nicht überschreiten.

1. Berechnen Sie anhand der Tabellendaten die Cholesterinmenge im Frühstück einer Person, die 100 g fettarmen Hüttenkäse, 25 g „holländischen“ Käse, 20 g Butter und zwei Würstchen gegessen hat.

Antwort: _________________________________________________________________________.

2. Welche Gefahr stellt ein Überschuss an Cholesterin im menschlichen Körper für die menschliche Gesundheit dar?

Antwort: __________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________

2. Schäden an Blutgefäßen,
ODER Entwicklung von Arteriosklerose,
ODER koronare Herzkrankheit

8. Sergej kam zum Arzt, weil er sich unwohl fühlte. Der Arzt überwies ihn zur Analyse, deren Ergebnisse zeigten, dass die Anzahl der Leukozyten 2,5 × 108 betrug, während die Norm bei 4–9 × 109 liegt. Welchen Test hat Ihnen der Arzt empfohlen und welche Diagnose hat er aufgrund der erhaltenen Ergebnisse gestellt? Wählen Sie die Antworten aus der folgenden Liste aus und tragen Sie ihre Nummern in die Tabelle ein.

Liste der Antworten:
1) Störung des Kohlenhydratstoffwechsels
2) Sauerstoffmangel
3) Bluttest
4) verminderte Immunität
5) Stuhlanalyse

9. Bestimmen Sie den Ursprung der aufgeführten Krankheiten. Notieren Sie jeweils die Anzahl
Krankheiten in der Liste in die entsprechende Tabellenzelle einfügen. Tabellenzellen können enthalten
Es wurden mehrere Nummern erfasst.

Liste menschlicher Krankheiten:
1) Windpocken
2) Down-Syndrom
3) Myokardinfarkt
4) Ruhr
5) Malaria

145

10. Die genealogische Methode wird in der medizinischen Genetik häufig verwendet. Es basiert auf der Zusammenstellung des Stammbaums einer Person und der Untersuchung der Vererbung eines bestimmten Merkmals. In solchen Studien werden bestimmte Notationen verwendet. Studieren Sie ein Fragment des Stammbaums einer Familie, deren Mitglieder teilweise taubstumm sind.

Fragment des Stammbaums

Bestimmen Sie anhand des vorgeschlagenen Diagramms:
1) dieses Merkmal ist dominant oder rezessiv;
2) Dieses Merkmal ist nicht mit den Geschlechtschromosomen verknüpft oder verknüpft.

Antwort:
1)______________________________________________________________________________;
2)______________________________________________________________________________

rezessives Merkmal

2. Das Merkmal ist nicht geschlechtsgebunden

11. Sveta wollte immer die gleichen „Grübchen“ auf den Wangen haben wie ihre Mutter (dominantes Merkmal (A) ist nicht geschlechtsgebunden). Aber Sveta hatte keine Grübchen wie ihr Vater. Bestimmen Sie die Genotypen von Familienmitgliedern anhand des Vorhandenseins oder Fehlens von Grübchen. Tragen Sie Ihre Antworten in die Tabelle ein.

Mutter	Vater	Tochter

Mutter - Aa; Vater - aa; Tochter - ah

12. Das Gericht prüfte einen Anspruch auf Feststellung der Vaterschaft des Kindes. Bei dem Kind und seiner Mutter wurde eine Blutuntersuchung durchgeführt. Beim Kind stellte sich heraus, dass es II(A) war, und bei der Mutter war es I(0). Analysieren
Tabellendaten und beantworten Sie die Fragen.

1. Die Mutter des Kindes gab vor Gericht an, dass der Vater ihres Sohnes ein Mann der Gruppe IV (AB) sei.
Blut. Könnte er der Vater des Kindes sein?

2. Entscheiden Sie anhand der Regeln der Bluttransfusion, ob das Kind als Spender in Frage kommt
Blut für seine Mutter.

Antwort: __________________________________________________________________________

3. Begründen Sie Ihre Entscheidung anhand der Daten aus der Tabelle „Blutgruppen nach dem AB0-System“.

*Notiz.
Ein Antigen ist jede Substanz, die der Körper als fremd oder potenziell gefährlich ansieht und gegen die er normalerweise beginnt, eigene Antikörper zu produzieren.
Antikörper sind Blutplasmaproteine, die als Reaktion auf die Einführung von Bakterien, Viren, Proteintoxinen und anderen Antigenen in den menschlichen Körper gebildet werden.

Antwort auf die erste Frage: Ja
Antwort auf die zweite Frage: Nein
Die Antwort auf die dritte Frage: als Ergebnis des gleichzeitigen Seins
Blutkreislauf der Mutter während der Transfusion derselben Antigene A
des Kindes und der α-Antikörper (Mutter) verkleben die roten Blutkörperchen
kann zum Tod der Mutter führen

13. Die Nukleotidzusammensetzung eines Fragments eines Weizen-DNA-Moleküls wurde in einem biochemischen Labor untersucht. Es wurde festgestellt, dass der Anteil an Adeninnukleotiden in der Probe 10 % betrug.
Berechnen Sie mithilfe der Chargaff-Regel, die die quantitativen Beziehungen zwischen verschiedenen Arten stickstoffhaltiger Basen in der DNA (G + T = A + C) beschreibt, den Prozentsatz an Nukleotiden mit Cytosin in dieser Probe.

Antwort: ______________

1. Betrachten Sie ein Bild eines Doppelmembranorganells einer eukaryotischen Zelle. Wie heißt es?

Antwort:___________________________

2. Welcher Prozess wird bei einer Schädigung (Funktionsstörung) dieser Organellen in der Zelle gestört?

Antwort: _________________________________________

1. Mitochondrium

2. Energiestoffwechsel,
ODER der Atemvorgang,
ODER biologische Oxidation

15. Der genetische Code ist eine für alle lebenden Organismen charakteristische Methode Kodierung der Sequenz von Aminosäureresten in Proteinen
Nukleotidsequenzen in einer Nukleinsäure.
Studieren Sie die genetische Codetabelle, die die Entsprechung von Aminosäureresten zur Zusammensetzung von Codons zeigt. Erklären Sie am Beispiel der Aminosäure Serin (Ser) die folgende Eigenschaft des genetischen Codes: Der Code ist Triplett.

Genetische Codetabelle

1) Jede Aminosäure entspricht einer Kombination aus drei Nukleotiden
(Tripletts, Codons);
2) Die Kodierung der Aminosäure Serin (Ser) kann mit erfolgen
unter Verwendung eines der folgenden Codons (Tripletts): TCT, TCT,
TCA, TCG, AGT, AGC

16. Das Bild zeigt Archaeopteryx, ein ausgestorbenes Tier, das vor 150–147 Millionen Jahren lebte.

Bestimmen Sie anhand eines Fragments einer geochronologischen Tabelle die Ära und den Zeitraum, in dem
von diesem Organismus bewohnt, sowie von seinem möglichen Vorfahren auf Klassenebene (Überordnung)
Tiere.

Ära: ______________________________________________________________
Zeitraum:___________________________________________________________
Möglicher Vorfahre:_________________________________________________

Ära: Mesozoikum;
Zeitraum: Jura;
Möglicher Vorfahr: alte Reptilien, OR
Reptilien ODER Reptilien ODER Dinosaurier

Die Disziplin „Ökologie“ untersucht die Prinzipien des Managements natürlicher und natürlich-anthropogener Systeme im Prozess des Umweltmanagements, um die nachhaltige Entwicklung dieser Systeme sicherzustellen. Dazu ist es zunächst notwendig, die Regeln, Prinzipien und Gesetze der Funktionsweise der Biosphäre zu kennen und zu berücksichtigen.

Regeln

Die Ein-Prozent-Regel. Nach der Ein-Prozent-Regel bringt eine Änderung der Energie eines natürlichen Systems innerhalb von 1 % (von einigen Zehnteln bis in Ausnahmefällen einige Prozent) das natürliche System aus einem Gleichgewichtszustand (quasistationär). Alle großräumigen Phänomene auf der Erdoberfläche (starke Wirbelstürme, Vulkanausbrüche, der Prozess der globalen Photosynthese) haben in der Regel eine Gesamtenergie, die 1 % der Energie der auf die Oberfläche unseres Planeten einfallenden Sonnenstrahlung nicht überschreitet . Der Übergang der Prozessenergie über diesen Wert (1 %) hinaus führt in der Regel zu erheblichen Anomalien: starke Klimaabweichungen, Veränderungen in der Vegetationsbeschaffenheit, große Wald- und Steppenbrände.

Notiz. Für globale Systeme ist die Ein-Prozent-Regel von besonderer Bedeutung. Ihre Energie kann offenbar grundsätzlich nicht den Wert von etwa 0,2 % der einfallenden Sonnenstrahlung (den Energiewert der Photosynthese) überschreiten, ohne dass es zu katastrophalen Folgen kommt. Dies ist wahrscheinlich eine unüberwindbare Schwelle und Grenze für die Menschheit (aus der der „nukleare Winter“ folgt).

Die Zehn-Prozent-Regel (Gesetz der Energiepyramide) . Gemäß dem Gesetz der Energiepyramide bewegen sich durchschnittlich nicht mehr als 10 % der Energie von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide auf eine andere Ebene. Das Gesetz der Energiepyramide ermöglicht Berechnungen der benötigten Landfläche zur Versorgung der Bevölkerung mit Nahrungsmitteln sowie andere ökologische und wirtschaftliche Berechnungen.

Es kann zu einem vollständigen Aussterben von Populationen kommen. Das Gesetz der Energiepyramide und die Zehn-Prozent-Regel dienen als allgemeine Begrenzung der Nutzung natürlicher Ressourcen für die menschliche Wirtschaftstätigkeit.

Die Regel der obligatorischen Füllung ökologischer Nischen. Eine leere ökologische Nische wird immer auf natürliche Weise gefüllt. Eine ökologische Nische als funktionaler Ort einer Art in einem Ökosystem ermöglicht es einer Form, die adaptive Eigenschaften entwickeln kann, diese Nische zu füllen, was jedoch manchmal viel Zeit in Anspruch nimmt.

Oftmals sind sogenannte ökologische Nischen nur eine optische Täuschung (für Spezialisten). In der Realität werden ökologische Nischen manchmal auf unerwartete Weise gefüllt.

Im Zusammenhang mit der Möglichkeit der Existenz pseudoleerer ökologischer Nischen sollte man niemals voreilige Rückschlüsse auf die Möglichkeit ziehen, diese Nischen durch Akklimatisierung von Arten zu füllen, da Akklimatisierungs- und Reakklimatisierungsarbeiten nur dann wirksam sind, wenn tatsächlich freie ökologische Nischen vorhanden sind Nischen, was äußerst selten vorkommt.

Notiz. Ein wahrscheinliches Beispiel für die Regel der obligatorischen Besetzung ökologischer Nischen ist die Entstehung neuer Krankheiten, beispielsweise AIDS (erworbenes Immunschwächesyndrom). Sie wurde hypothetisch bereits mehr als zehn Jahre vor der Identifizierung der Krankheit als grippeähnliches Virus mit einer hohen Sterblichkeitsrate vorhergesagt. Grundlage der Vorhersage war, dass der Sieg über viele Infektionskrankheiten des Menschen ökologische Nischen frei machte, die zwangsläufig gefüllt werden mussten. Da bei der ökologischen Vervielfältigung der Wandel in der Regel in Richtung von größeren und hochorganisierten Formen zu kleineren und stärker organisierten Formen geht, wurde angenommen, dass eine der ökologischen Nischen gerade durch ein Virus mit hoher Variabilität gefüllt würde . Das Influenzavirus hat eine Mutationsrate von 1:10 5 mit einer durchschnittlichen normalen Prozesshäufigkeit von 1:10 6 . Das AIDS-Virus ist noch variabler – es hat eine Mutationsrate von 1:10 4 . Somit war die Hypothese offenbar gerechtfertigt.

Die Regel unvermeidlicher Kettenreaktionen („harte“ Kontrolle der Natur). Das „harte“ technische Management natürlicher Systeme und Prozesse ist mit natürlichen Kettenreaktionen behaftet, von denen ein erheblicher Teil über einen langen Zeitraum ökologisch, sozial und wirtschaftlich inakzeptabel ist. Ein Beispiel mit der Aral-Katastrophe. Die Umleitung von Wasser aus nördlichen Flüssen würde zu unerwünschten Umweltauswirkungen führen (Überschwemmung großer Landflächen, Zerstörung von Wäldern, Öl-, Gasfeldern etc.)

Die Regel des „sanften“ Umgangs mit der Natur. „Sanfte“ (indirekte) Kontrolle der Natur führt zu Kettenreaktionen, die für den Menschen wünschenswert sind.

Trotz der hohen Anfangskosten ist eine „sanfte“ Regelung einer „harten“ technogenen Lösung vorzuziehen. Dies ist die Regel für die sinnvolle Umgestaltung der Natur. Im Gegensatz zum „harten“ Management (siehe die Regel der Kettenreaktionen unter „hartes“ Management) basiert das „weiche“ Management auf der Wiederherstellung der früheren natürlichen Produktivität von Ökosystemen oder deren Steigerung durch eine gezielte Reihe von Maßnahmen, die auf der Verwendung von Zielen basieren Naturgesetze ermöglichen es, natürliche Kettenreaktionen in eine für die Wirtschaft und das Leben der Menschen günstige Richtung zu lenken. Ein Beispiel ist der Vergleich zweier Forstwirtschaftsformen – Kahlschlag („harter“ Einschlag) und selektiver Holzeinschlag („weicher“ Einschlag). Als wirtschaftlich rentabler gilt der Kahlschlag, bei dem das gesamte Holz auf einmal entnommen wird. Beim selektiven Holzeinschlag kommt es zu vielen technischen Komplikationen, wodurch die Kosten für die Holzernte höher ausfallen. Es wird davon ausgegangen, dass der Wald in Kahlschlaggebieten durch Massenanpflanzung wiederhergestellt werden kann und sollte (und diese Maßnahme ist im Allgemeinen kostengünstig). Bei Kahlschlägen geht jedoch die Waldumgebung selbst nach und nach verloren, was an anderen Stellen zu einem Absinken des Flussspiegels führt – zu Staunässe, Überwucherung des Kahlschlaggebiets mit nichtwaldlichen Pflanzenarten, Verhinderung des Waldwachstums, Entstehung von Brut Gründe für Waldschädlinge und andere nachteilige Folgen. Die geringeren Anfangskosten eines „harten“ Ereignisses führen zu einer Schadenskette, deren Beseitigung dann einen hohen Aufwand erfordert. Im Gegenteil, durch selektiven Holzeinschlag wird die Wiederherstellung des Waldes durch die Erhaltung der Waldumwelt erleichtert. Die erhöhten Anschaffungskosten werden nach und nach durch die Vermeidung von Umweltschäden ausgeglichen.

Der Übergang von der „weichen“ zur „harten“ Bewirtschaftung ist nur bei gleichzeitiger Ablösung der extensiven durch extrem intensive Bewirtschaftungsformen und in der Regel in relativ kurzen Zeitabständen sinnvoll. Auf lange Sicht ist nur eine „sanfte“ Steuerung natürlicher Prozesse wirksam. Siehe auch Prinzipien der Naturtransformation.

Regel „Ökologisch-ökonomisch“. Ökonomie und Ökologie sind kein Widerspruch. Man kann das Tempo der Industrialisierung nicht verlangsamen – das würde eine Art wirtschaftlichen Utopismus bedeuten, genauso wie man seine Anstrengungen im Bereich der Ökologie nicht reduzieren kann – das würde Umweltextremismus bedeuten. Die Lösung des Problems liegt irgendwo in der Mitte.

Regel ökonomisch-ökologischer Wahrnehmung. Wir können nicht meinen, dass die Zahl der Freiheitsgrade im Handeln unserer Nachkommen eher abnimmt als zunimmt. Wir leben vom Kredit unserer Enkelkinder. Nachkommen werden die Rechnungen der Natur sehr teuer bezahlen, viel mehr als wir.

Die Regel des Grundstoffwechsels, über den Vorteil, Stoff und Energie für die Selbsterhaltung des Systems aufzuwenden. Das Verhältnis zwischen Grundstoffwechsel und Nutzarbeit in der menschlichen Wirtschaft kann wie jede Effizienz bis zu einem gewissen Grad verbessert werden. Bei mechanischen Systemen kann er sehr hoch sein, erreicht jedoch nie 100 %; bei komplexen dynamischen Systemen kann der Wirkungsgrad nur kurzzeitig relativ hohe Werte erreichen, jedoch nicht mehr als 30 %. Der Rest fließt in den internen Austausch, sonst gäbe es die Systeme selbst nicht. Langlebige großräumige Ökosysteme können nicht mit kurzlebigen mechanischen Systemen gleichgesetzt werden. In lebenden Systemen wird viel „Kraftstoff“ für „Reparaturen“ zur Selbstwartung und Selbstregulierung aufgewendet, und bei der Berechnung der Effizienz von Motoren werden Energiekosten für Reparaturen usw. nicht berücksichtigt.

Integrale Ressourcenregel. Konkurrieren im Anwendungsbereich spezifische natürliche Systeme von Wirtschaftssektoren schädigen sich zwangsläufig gegenseitig umso stärker, je deutlicher sie das gemeinsam Ausgebeutete verändern ökologischKomponente oder alle Ökosystem im Allgemeinen. Die integrale Ressourcenregel ist eine weitere angewandte Konsequenz des Gesetzes des inneren dynamischen Gleichgewichts. Beispielsweise sind im Wassersektor Wasserkraft, Verkehr, öffentliche Versorgungsbetriebe, Bewässerungslandwirtschaft und Fischereiindustrie so miteinander verbunden, dass die Fischerei am wenigsten vorteilhaft ist. Je vollständiger die Wasserkraftnutzung ist, desto schwieriger ist es, andere Sektoren der Wasserwirtschaft zu verwalten: Die Entwicklung des Wassertransports erschwert andere Methoden der Wassernutzung, und die Bewässerung führt zu Schwierigkeiten bei verwandten Formen der Wassernutzung.

Regel der demografischen Sättigung. In einer globalen oder regional isolierten Bevölkerung entspricht die Bevölkerungsgröße der maximalen Fähigkeit, ihre Lebensaktivität einschließlich aller Aspekte bestehender menschlicher Bedürfnisse zu unterstützen.

Sättigung führt zu einem starken Ungleichgewicht im Beziehungssystem „Mensch-Natur“. Theoretisch ist eine Situation möglich, in der Begrenzungsmechanismen eingesetzt werden und eine demografische Katastrophe (ein starker Rückgang der menschlichen Bevölkerung) eintritt.

Die Regel des historischen Produktionswachstums aufgrund der Sukzession Verjüngung des Ökosystems. Da die Nettoproduktivität einer Gemeinschaft in den frühen Stadien der Ökosystementwicklung maximal ist, war die Hauptquelle des Produktionswachstums während der historischen Entwicklung der Gesellschaft die sukzessive Verjüngung der Ökosysteme. (Sukzession ist die Ersetzung einer Organismengemeinschaft (Biozönosen) durch andere in einer bestimmten Reihenfolge).

Die Nettoproduktivität der Gemeinschaft (jährliche Zunahme der Biomasse) ist in den frühen Entwicklungsstadien hoch und liegt in ausgereiften Ökosystemen praktisch bei Null. Zunächst bildeten sukzessive ausgereifte Ökosysteme die Grundlage für das Sammeln und Jagen. Ab einem bestimmten Punkt weichen sie den Produktionszählungen. Bei letzterem ist die Ausbeute an reinen Produkten höher. Früher, als die Bevölkerung wuchs, vergrößerte sich die Fläche der verjüngten Systeme, eine umfassende Möglichkeit zur Entwicklung der landwirtschaftlichen Produktion. Als nächstes wird der folgende Mechanismus zur Steigerung der Produktivität des Ökosystems aktiviert: Der intensive Entwicklungspfad ist eine Erhöhung der in die Produktion investierten Energiemenge. Dieser Mechanismus ist jedoch nicht unbegrenzt. Es kommt der Zeitpunkt, an dem zusätzliche Energieinvestitionen in das Agrarökosystem zu dessen Zerstörung führen, da die Energiegrenze erreicht ist. Das moderne historische Finale dieser Entwicklung ist der Übergang zur Nutzung extrem verjüngter Ökosysteme mit einem starken Anstieg der Energiekosten. Ökosystemmethoden des Dopings durch sukzessive Verjüngung sind nahezu ausgeschöpft. Weitere Investitionen anthropogener Energie in die Landwirtschaft werden zur Zerstörung natürlicher Strukturen führen, sodass andere Technologien erforderlich sein werden – effizienter und weniger energieintensiv.

Die Regel zur Beschleunigung der historischen Entwicklung. Je schneller sich die Umwelt und die landwirtschaftlichen Bedingungen eines Menschen unter dem Einfluss anthropogener Faktoren ändern, desto eher kommt es nach dem Rückkopplungsprinzip zu einer Veränderung der sozial-ökologischen Eigenschaften eines Menschen sowie der wirtschaftlichen und technischen Entwicklung der Gesellschaft. Dieses System neigt dazu, sich selbst zu beschleunigen.

Beispielsweise entstehen als Reaktion auf sich verschlechternde Indikatoren der Lebensumwelt durch anthropogene Aktivitäten Mechanismen, die darauf abzielen, diese zu verbessern (Technologiegenerationenwechsel, ressourcenschonende wissensintensive Produktion, demografische Regulierung). Die Frage ist nur, inwieweit die Beschleunigung der historischen Entwicklung in der Praxis der Regel der demografischen Sättigung und dem Le Chatelier-Brown-Prinzip entsprechen wird.

Bisher hinkt die historische Entwicklung deutlich hinterher und gefährdet das Wohlergehen der Menschen.

Gemäß dem Gesetz der Energiepyramide Im Durchschnitt bewegen sich nicht mehr als 10 % der Energie von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide auf eine andere- Das Zehn-Prozent-Regel. Das Gesetz der Energiepyramide ermöglicht Berechnungen der benötigten Landfläche zur Versorgung der Bevölkerung mit Nahrungsmitteln sowie andere ökologische und wirtschaftliche Berechnungen. Die durchschnittliche maximale Übertragung von Energie (oder energetisch gesehen Materie) von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide auf eine andere, die 10 % beträgt, kann zwischen 7 und 17 % schwanken. Eine Überschreitung dieses Wertes ist nicht akzeptabel, da es sonst zu einem vollständigen Verschwinden der Populationen kommen kann.

Die Ein-Prozent-Regel -Eine Änderung der Energie eines natürlichen Systems innerhalb eines Prozents bringt das natürliche System aus einem Gleichgewichtszustand (quasistationär). Empirisch wird diese Regel durch Studien zum Klima und anderen natürlichen Prozessen bestätigt.

Alle großräumigen Phänomene auf der Erdoberfläche (starke Wirbelstürme, Vulkanausbrüche, der Prozess der globalen Photosynthese) haben in der Regel eine Gesamtenergie, die 1 % der Energie der auf die Oberfläche unseres Planeten einfallenden Sonnenstrahlung nicht überschreitet . Der Übergang der Prozessenergie über diesen Wert hinaus führt in der Regel dazu bedeutsam Anomalien - starke klimatische Abweichungen, Veränderungen in der Vegetationsbeschaffenheit, große Wald- und Steppenbrände.

Wie bei der Zehn-Prozent-Regel hängt viel vom Zustand des natürlichen Systems ab, in dem die Veränderung stattfindet. Dies ist, was diese Regel bewirkt wahrscheinlich stellt lediglich Richtlinien bereit, die es ratsam ist, einer möglichen Kette von Ereignissen zu folgen oder diese zu berücksichtigen, die mit dem Austritt des Systems aus einem Gleichgewichtszustand (quasistationär) verbunden sind.

Die Regel dieses Prozentsatzes ist von besonderer Bedeutung für globale Systeme. Es wird davon ausgegangen, dass ihre Energetik den Wert von etwa 0,2 % der einfallenden Sonnenstrahlung (das Energieniveau der Photosynthese) grundsätzlich nicht überschreiten kann, ohne dass es zu katastrophalen Folgen kommt. Dies ist wahrscheinlich eine unüberwindbare und inakzeptable Schwelle für die Menschheit (ab der der „nukleare Winter“ folgt).

Reis. 2. Wärmeenergie, die beim Atmen verloren geht

Nahrungsketten, die mit photosynthetischen Organismen beginnen angerufen Essketten(Seelsorge, Konsumketten).

Ketten, die mit abgestorbenen Pflanzenteilen, Kadavern und Tierkot beginnen- schädliche Zersetzungsketten.

Trophische Ketten sind nicht voneinander isoliert; eng miteinander verflochten bilden sie sich Nahrungsnetze. Dank trophischer Verbindungen im Ökosystem kommt es zur Umwandlung von Nährstoffen und zur Ansammlung von Energie mit anschließender Verteilung zwischen Arten und Populationen. Je reicher die Artenzusammensetzung, desto vielfältiger sind Richtung und Geschwindigkeit der Energieflüsse im Ökosystem.

Es basieren trophische Nahrungsketten auf der:

- der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, nach dem ein Teil der Energie verloren geht und nicht mehr für die Nutzung in Form von Wärmeenergie zur Verfügung steht;

In Ökosystemen unterschiedlicher Art ist die Kraft der Energieflüsse durch die Beweidungs- und Zersetzungsketten unterschiedlich:

IN Wasser Gemeinschaften Ein Teil der von einzelligen Algen gebundenen Energie geht an Tiere, die sich von Phytoplankton ernähren, und dann an Raubtiere. Ein kleinerer Teil wird in Zersetzungsketten einbezogen.

Hauptsächlich Ökosysteme Sushi der umgekehrte Zusammenhang wird beobachtet. So gelangen in Wäldern über 90 % des jährlichen Pflanzenmassezuwachses über die Streu in die Abfallketten.

Anzahl der Links im Stromkreis können variieren, im Grunde sind es aber meist 3 bis 5.

Eine Gruppe von Organismen, die durch eine bestimmte Art der Ernährung vereint sind, wird genannt „trophisches Niveau“. Es gibt:

Die erste Ebene, die belegt ist Autotrophe(Produzenten);

Zweite - Pflanzenfresser(Verbraucher erster Ordnung);

Es kann zu mehr trophischen Ebenen kommen, wenn Parasiten berücksichtigt werden, die auf Verbrauchern früherer Ebenen leben.

Ein Beispiel für einen Stromkreis wäre Nahrungskette der biologischen Biozönose.

Die Kette beginnt beispielsweise mit der Einfangung von Sonnenenergie: einer Blume. Der Schmetterling, der sich vom Nektar einer Blume ernährt, stellt das zweite Glied in dieser Kette dar. Eine Libelle greift einen Schmetterling an. Und der versteckte Frosch fängt die Libelle, wird aber selbst zur Beute der Schlange, die wiederum vom Falken gefressen wird. Der Stromkreis ist geschlossen. Das potenzielle (aber nicht notwendige) letzte Glied in der Nahrungskette ist der Mensch.

Alle oben diskutierten Prozesse sind mit der Synthese und Umwandlung organischer Substanz in trophischen Netzwerken verbunden und charakterisieren „Weideketten“.

„Detritusketten“ beginnen mit dem Abbau abgestorbener organischer Substanz durch spezielle Verbrauchergruppen - Saprophagen. Saprophagen zerstören abgestorbene organische Stoffe mechanisch und teilweise chemisch und bereiten sie auf die Wirkung von Zersetzern vor. In terrestrischen Ökosystemen findet dieser Prozess (meistens) in der Einstreu und im Boden statt. Wirbellose Bodentiere (Arthropoden, Würmer) und Mikroorganismen nehmen aktiv an der Zersetzung abgestorbener organischer Substanz teil. Der Zerstörungsprozess verläuft sequentiell, Saprophagen verändern sich gegenseitig entsprechend den Besonderheiten der Ernährung der Art. Die mechanische Zerstörung erfolgt durch große Saprophagen (z. B. Insekten) und der Mineralisierungsprozess wird durch andere Organismen (hauptsächlich Bakterien und Pilze) durchgeführt.

Da sich Saprophagengemeinschaften durch eine relativ schwache organisatorische Starrheit auszeichnen, finden stochastische Prozesse der Saprophagenbildung in Detritalketten statt, einige ihrer Arten können leicht durch andere Arten ersetzt werden, die Rolle externer Umweltfaktoren und Konkurrenzausschluss ist groß (N. M. Chernova, N. A. Kuznetsova , 1986 ). Das heißt, auf der Ebene der Verbraucher verläuft der Fluss organischer Stoffe durch verschiedene Verbrauchergruppen: Lebende organische Stoffe durchlaufen „Weideketten“ und tote organische Stoffe durchlaufen „Detritusketten“.

Ökosystemproduktivität

Zusammenhang zwischen Produktivität und klimatischen Eigenschaften. Alle Organismen benötigen Materie zum Aufbau ihres Körpers und Energie zur Aufrechterhaltung ihrer lebenswichtigen Funktionen. Sonnenlicht, Kohlendioxid, Wasser und Mineralsalze sind die Ressourcen, die zur Erzeugung der Primärproduktion benötigt werden. Auch die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Photosyntheserate. Die Qualität und Quantität des Lichts, die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen sowie die Temperatur sind sehr variable Faktoren, die die Primärproduktion einschränken können.

Jeder Quadratmeter der Erdoberfläche erhält jede Minute 0 bis 5 J Solarenergie. Aufgrund der spektralen Zusammensetzung sind nur etwa 44 % des einfallenden kurzwelligen Lichts für die Synthese geeignet und ein erheblicher Anteil der Sonnenenergie steht Pflanzen nicht zur Verfügung. Nadelwälder weisen die höchste Effizienz bei der Nutzung von Sonnenenergie auf: Sie wandeln 1–3 % der physiologisch aktiven Strahlung (PAR) in Biomasse um. Laubwälder wandeln nur 0,5–1 % PAR in Biomasse um und Wüsten sogar noch weniger – 0,01–0 %. 02 %. Die maximale Effizienz der Photosynthese von Getreidepflanzen unter idealen Bedingungen überschreitet nicht 3-10 %.

Die Nutzung des verfügbaren Lichts durch die Pflanze verbessert sich geringfügig, wenn sie über eine gute Versorgung mit anderen Ressourcen verfügt.

Wasser - eine unersetzliche Ressource sowohl als Bestandteil der Zelle als auch als Teilnehmer an der Photosynthese. Daher hängt die Produktivität immer eng mit der Niederschlagsmenge zusammen.

Temperatur Umfeld. Diese Abhängigkeit ist komplex.

Die Produktion der terrestrischen Gemeinschaft hängt auch davon ab Gehalt an verschiedenen für Pflanzen notwendigen Substanzen im Boden Mikroelemente. Eine besonders große Wirkung haben Stickstoffverbindungen. Darüber hinaus muss ihr Ursprung biologischer Natur sein, also das Ergebnis der Stickstofffixierung durch Mikroorganismen, und nicht geologisch.

Auch die Produktivität wird erheblich beeinträchtigt Menschliche Aktivität. Mit der Entwicklung der Landwirtschaft in Richtung maximaler Produktion nehmen die Auswirkungen auf die Natur durch die Umverteilung von Energie und Stoffen auf der Erdoberfläche stetig zu. Die Verbesserung der Werkzeuge, die Einführung ertragreicher Nutzpflanzen und Sorten, die große Mengen an Nährstoffen benötigen, begannen die natürlichen Prozesse dramatisch zu stören.

destruktiv unsolide landwirtschaftliche Praktiken und landwirtschaftliche Systeme, welche nennen:

Bodenerosion und Verlust der fruchtbaren Schicht;

Versalzung und Staunässe in bewässerten Gebieten;

Rückgang der biologischen Vielfalt natürlicher Landschaften;

Kontamination von Oberflächen- und Grundwasser mit Rückständen von Pestiziden und Nitraten;

Das Verschwinden wilder Tiere durch die Zerstörung ihrer Lebensräume und vieles mehr.

Zur Regulierung und Lösung dieser Probleme bieten sie wissenschaftlich fundierte Techniken und Methoden an, die unerwünschte Effekte, die bei der Gewinnung biologischer Primärprodukte auftreten, in bestimmten Fällen nur teilweise verhindern oder reduzieren können. In den letzten Jahrzehnten wurden zunehmend Umweltauflagen eingeführt.

Es gibt eine objektive natürliche Grenze – Schwelle zur Verringerung der natürlichen Fruchtbarkeit, Wenn man sich diesem nähert, verliert die gesamte technische Kraft des Menschen an Wirksamkeit. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Durch die Einführung neuer ertragreicher Getreidesorten, den Einsatz großer Mengen mineralischer Düngemittel und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln kam es zu einem deutlichen Anstieg der biologischen Primärproduktion. Dieser Indikator wuchs jedoch nicht mehr, was die Aktion widerspiegelte Gesetz Reduzierung der Energieeffizienz des Umweltmanagements.

Doch die Menschheit wächst weiter und es gibt kein fruchtbares Land mehr. Daher ist die Steigerung der Effizienz grüner Pflanzen das dringendste Problem bei der Lösung der Hauptprobleme der menschlichen Lebenserhaltung. In der Tabelle 4, eine der Möglichkeiten zur Berechnung der Primärproduktion des Globus wurde auf der Grundlage der Forschungsergebnisse von P. Duvigneau durchgeführt.

Ökosystem	Oberfläche, Millionen km 2	Photosyntheseausbeute, %	Produktivität, t/ha	Gesamtproduktivität organischer Substanz in Milliarden Tonnen/ha
Wälder	40,7	0,38		20,4
Steppen	25,7	0,1	1,5	3,8
Ackerland	14,0	0,25		5,6
Wüsten	54,9	0,01	0,2	1,1
Antarktis	12,7
Ozean		0,05	0,8
Gesamt				60,9

Aus den Daten in der Tabelle. Abbildung 4 zeigt, dass das Meeresökosystem die Hälfte der Gesamtproduktion des Planeten liefert, Wälder ein Drittel und Ackerland (zusammen mit Steppen) etwa ein Zehntel.

Bei der Berechnung der Sekundärproduktion von Ökosystemen werden die Berechnungen für jede trophische Ebene separat durchgeführt, da die Energie beim Übergang von einer trophischen Ebene zur anderen aufgrund des Inputs der vorherigen Ebene zunimmt. Bei der Untersuchung der Gesamtproduktivität eines Ökosystems ist zu bedenken, dass die Steigerung der Sekundärproduktion immer nicht parallel zum Wachstum der Primärproduktion erfolgt, sondern auf die Zerstörung eines Teils davon zurückzuführen ist. Das heißt, es gibt eine Art Entnahme, Subtraktion von Sekundärprodukten von der Gesamtmenge der Primärprodukte. Daher wird die Produktivität eines Ökosystems immer auf der Grundlage der Primärproduktion beurteilt. Im Allgemeinen liegt die Sekundärproduktivität zwischen 1 und 10 %, was wiederum von den Eigenschaften der Tiere und den Eigenschaften des Futters bzw. der verzehrten Lebensmittel abhängt.

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Die Ein-Prozent-Regel. Gemäß der Ein-Prozent-Regel bringt eine Änderung der Energie eines natürlichen Systems innerhalb von 1 % das natürliche System aus einem Gleichgewichtszustand (quasistationär). Alle großräumigen Phänomene auf der Erdoberfläche (starke Wirbelstürme, Vulkanausbrüche, der Prozess der globalen Photosynthese) haben in der Regel eine Gesamtenergie, die 1 % der Energie der auf die Oberfläche unseres Planeten einfallenden Sonnenstrahlung nicht überschreitet . Der künstliche Energieeintrag in die Biosphäre sollte diesen Grenzwert nicht überschreiten. Der Übergang der Prozessenergie über diesen Wert (1 %) hinaus führt in der Regel zu erheblichen Anomalien: starke Klimaabweichungen, Veränderungen in der Vegetationsbeschaffenheit, große Wald- und Steppenbrände.

Zehn-Prozent-Regel (Gesetz der Energiepyramide). Gemäß dem Gesetz der Energiepyramide bewegen sich durchschnittlich nicht mehr als 10 % der Energie von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide auf eine andere Ebene.

Die trophische Ebene ist die Gesamtheit aller lebenden Organismen, die zu einem Glied der Nahrungskette gehören. Die erste trophische Ebene sind immer Produzenten, Schöpfer organischer Substanzen, die für alle lebenden Organismen notwendig sind. Pflanzenfressende Konsumenten (Phytotrophe oder Phytophagen) gehören zur zweiten trophischen Ebene; Fleischfresser (Raubtiere), die von Phytophagen leben, gehören zur dritten trophischen Ebene; diejenigen, die andere Fleischfresser verzehren, werden dementsprechend als viert usw. eingestuft.

Grüne Pflanzen verbrauchen Sonnenenergie und anorganische Substanzen aus der äußeren Umgebung und bilden durch Photosynthese organische Substanzen, d. h. produzieren biologische Produkte, die oft als Primärproduktion oder Bruttoproduktion der Produzenten bezeichnet werden. Sekundärprodukte sind von Verbrauchern erzeugte Biomasse.

Im Laufe ihres Lebens verwenden Pflanzen einen Teil ihrer Primärproduktion für die Atmung, die Bildung neuer Zellen und Gewebe sowie für das Wachstum. Wenn wir von der Primärproduktion die Produkte abziehen, die die Produzenten für ihren Bedarf ausgegeben haben, stellt der verbleibende Teil die sogenannte „Nettoproduktion“ dar. Die Nettoproduktion erfolgt in Form von Biomasse und bewegt sich kontinuierlich von einer trophischen Ebene zur anderen. Die reine Primärproduktion, die Verbraucher in Form von Nahrungsmitteln erbeuten, wird von ihnen auch für Lebensprozesse und für den Aufbau von Sekundärprodukten, also Lebensmitteln, aufgewendet. Biomasse von Phytophagen) und ein Teil kehrt in Form von Exkrementen, Sekreten und Leichen in die abiatische Umgebung zurück. Im Gegenzug werden etwa 10 % der in Phytophagen gespeicherten Biomasse und Energie an die nächste Verbraucherebene übertragen und so deren Existenz, Vielfalt und Fülle sichergestellt.

Das Gesetz der Energiepyramide ermöglicht Berechnungen der benötigten Landfläche zur Versorgung der Bevölkerung mit Nahrungsmitteln sowie andere ökologische und wirtschaftliche Berechnungen.

Die durchschnittliche maximale Übertragung von Energie (oder energetisch gesehen Materie) von einer trophischen Ebene der ökologischen Pyramide auf eine andere beträgt 10 % und kann zwischen 7 und 17 % liegen. Dieser Wert hat keine nachteiligen Folgen für das Ökosystem und kann daher als Norm für das Umweltmanagement in der menschlichen Wirtschaftstätigkeit akzeptiert werden. Eine Überschreitung dieses Wertes ist nicht akzeptabel, da es in diesem Fall zum vollständigen Verschwinden von Populationen kommen kann. Das Gesetz der Energiepyramide und die Zehn-Prozent-Regel dienen als allgemeine Begrenzung der Nutzung natürlicher Ressourcen für die menschliche Wirtschaftstätigkeit.

Notiz. Ein wahrscheinliches Beispiel für die Regel zur obligatorischen Vervollständigung von Umweltinformationen ist das Auftreten neuer Krankheiten, beispielsweise AIDS (erworbenes Immunschwächesyndrom). Sie wurde hypothetisch bereits mehr als zehn Jahre vor der Identifizierung der Krankheit als grippeähnliches Virus mit einer hohen Sterblichkeitsrate vorhergesagt. Grundlage der Vorhersage war, dass der Sieg über viele Infektionskrankheiten des Menschen ökologische Nischen frei machte, die zwangsläufig gefüllt werden mussten. Da bei der ökologischen Vervielfältigung der Wandel in der Regel in Richtung von größeren und hochorganisierten Formen zu kleineren und stärker organisierten Formen geht, wurde angenommen, dass eine der ökologischen Nischen gerade durch ein Virus mit hoher Variabilität gefüllt würde . Somit war die Hypothese offenbar gerechtfertigt.

Die Regel unvermeidlicher Kettenreaktionen („harte“ Kontrolle der Natur). Das „harte“ technische Management natürlicher Systeme und Prozesse ist mit natürlichen Kettenreaktionen behaftet, von denen ein erheblicher Teil über einen langen Zeitraum ökologisch, sozial und wirtschaftlich inakzeptabel ist. Ein Beispiel mit der Aral-Katastrophe. Die Umleitung von Wasser aus nördlichen Flüssen würde zu unerwünschten Umweltauswirkungen führen (Überschwemmung großer Landflächen, Zerstörung von Wäldern, Öl-, Gasfeldern etc.)

Die Regel des „sanften“ Umgangs mit der Natur.„Sanfte“ (indirekte) Kontrolle der Natur führt zu Kettenreaktionen, die für den Menschen wünschenswert sind.

Trotz der hohen Anfangskosten ist eine „sanfte“ Regelung einer „harten“ technogenen Lösung vorzuziehen. Dies ist die Regel für die sinnvolle Umgestaltung der Natur. Im Gegensatz zum „harten“ Management (siehe die Regel der Kettenreaktionen unter „hartes“ Management) basiert das „weiche“ Management auf der Wiederherstellung der früheren natürlichen Produktivität von Ökosystemen oder deren Steigerung durch eine gezielte Reihe von Maßnahmen, die auf der Verwendung von Zielen basieren Naturgesetze ermöglichen es, natürliche Kettenreaktionen in eine für die Wirtschaft und das Leben der Menschen günstige Richtung zu lenken. Ein Beispiel ist der Vergleich zweier Formen der Waldbewirtschaftung – Kahlschlag („harte“ Einwirkung) und selektiver Holzeinschlag („weiche“ Einwirkung). Als wirtschaftlich rentabler gilt der Kahlschlag, bei dem das gesamte Holz auf einmal entnommen wird. Beim selektiven Holzeinschlag kommt es zu vielen technischen Komplikationen, wodurch die Kosten für die Holzernte höher ausfallen. Es wird davon ausgegangen, dass der Wald in Kahlschlaggebieten durch Massenanpflanzung wiederhergestellt werden kann und sollte (und diese Maßnahme ist im Allgemeinen kostengünstig). Bei Kahlschlägen geht jedoch die Waldumgebung selbst nach und nach verloren, was an anderen Stellen zu einem Absinken des Flussspiegels führt – zu Staunässe, Überwucherung des Kahlschlaggebiets mit nichtwaldlichen Pflanzenarten, Verhinderung des Waldwachstums, Entstehung von Brut Gründe für Waldschädlinge und andere nachteilige Folgen. Die geringeren Anfangskosten eines „harten“ Ereignisses führen zu einer Schadenskette, deren Beseitigung dann einen hohen Aufwand erfordert. Im Gegenteil, durch selektiven Holzeinschlag wird die Wiederherstellung des Waldes durch die Erhaltung der Waldumwelt erleichtert. Die erhöhten Anschaffungskosten werden nach und nach durch die Vermeidung von Umweltschäden ausgeglichen.

Die Regelung lautet „umweltfreundlich-ökonomisch“.Ökonomie und Ökologie sind kein Widerspruch. Man kann das Tempo der Industrialisierung nicht verlangsamen – das würde eine Art wirtschaftlichen Utopismus bedeuten, genauso wie man seine Anstrengungen im Bereich der Ökologie nicht reduzieren kann – das würde Umweltextremismus bedeuten. Die Lösung des Problems liegt irgendwo in der Mitte.

Integrale Ressourcenregel. Konkurrieren im Anwendungsbereich spezifische natürliche Systeme von Wirtschaftssektoren schädigen sich zwangsläufig gegenseitig umso stärker, je deutlicher sie das gemeinsam Ausgebeutete verändern Umweltkomponente oder alle Ökosystem im Allgemeinen. Beispielsweise sind im Wassersektor Wasserkraft, Verkehr, öffentliche Versorgungsbetriebe, Bewässerungslandwirtschaft und Fischereiindustrie so miteinander verbunden, dass die Fischerei am wenigsten vorteilhaft ist. Je vollständiger die Wasserkraftnutzung ist, desto schwieriger ist es, andere Sektoren der Wasserwirtschaft zu verwalten: Die Entwicklung des Wassertransports erschwert andere Arten der Wassernutzung, und die Bewässerung führt zu Schwierigkeiten bei verwandten Formen der Wassernutzung.

Demografische Sättigungsregel. In einer globalen oder regional isolierten Bevölkerung entspricht die Bevölkerungsgröße der maximalen Fähigkeit, ihre Lebensaktivität einschließlich aller Aspekte bestehender menschlicher Bedürfnisse zu unterstützen.

Im Wesentlichen besagt diese Regel, dass ein Mensch, wie jede andere biologische Spezies, seine Zahl auf die maximal mögliche Größe erhöht, die durch die Kapazität der Umwelt bestimmt wird, und nicht mehr. Der Mensch übt jedoch weniger biologischen als vielmehr technogenen Druck auf die Umwelt aus. Tatsächlich ist derzeit auf der Welt keine demografische Sättigung unter Berücksichtigung aller menschlichen Bedürfnisse zu beobachten, sondern eine technische Übersättigung. Die Nichteinhaltung der Regel der demografischen Sättigung führt zu einem starken Ungleichgewicht im Beziehungssystem zwischen Mensch und Natur. Theoretisch ist eine Situation möglich, in der Begrenzungsmechanismen eingesetzt werden und eine demografische Katastrophe (ein starker Rückgang der menschlichen Bevölkerung) eintritt.

Energiepyramide oder Regel 10. Zahlenpyramide. Um eine Bevölkerungspyramide zu erstellen, zählen Sie die Anzahl der Organismen in einem bestimmten Gebiet und gruppieren Sie sie nach trophischen Ebenen

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