Развитие организмов

Развитие организмов представляет собой процесс происходящих с организмами изменений в течение определенного времени.

Различают развитие отдельных конкретных особей и групп особей, объединенных в особые структуры — виды.

Индивидуальное развитие каждой отдельной особи, начиная с момента образования зиготы и заканчивая смертью, называется онтогенезом.

Изучение Луны

Луна родственна планетам земной группы, однако чаще всего ее сравнивают со спутниками Юпитера, Титаном — спутником Сатурна и Тритоном — спутником Нептуна. Их массы близки. Масса Меркурия в 4,5 раза больше массы Луны; Меркурий находится ближе к Солнцу и поэтому он лишен атмосферы; кратерные формы рельефа создали на поверхности Меркурия типичный лунный пейзаж.

Луну изучали достаточно тщательно. В 1979 году вышла в свет советская «Полная карта Луны» масштаба 1:5 000 000, на которой белыми пятнами остались только районы Южного полюса. На карте отображены моря, кратеры, горные хребты, пики, центральные горки, валы в морях, холмы, купола, долины, борозды, трещины, сбросовые уступы, цепочки кратеров, светлые лучевые системы и ореолы. Выделены и районы с раз­личным альбедо. Более молодые кратеры выглядят на карте четкими, очертания старых кратеров размыты. Показаны элементы рельефа мельче 5 километров в диаметре.

Природные зоны Южных материков

Влажные экваториальные и тропические леса

По экологическим условиям и основным признакам природа этих лесов мало отличается от гилей Южной Азии, однако на Южных материках их площадь намного больше. Они занимают обширные пространства в Западной Амазонии и в центральных частях котловины Конго, а также восточные склоны Гвианского, Бразильского и Восточноафриканского нагорий, плоскогорий Южной Африки, южные склоны Северо-гвинейских возвышенностей и нижний горный пояс на западных склонах Северных Анд. На Австралийском континенте такие леса есть только на крайнем северо-востоке, где они имеют много общих элементов флоры с южно-азиатскими.

Материк Южная Америка

Материк Южная Америка по размерам (18,3 млн. км²) занимает среднее положение между Северной Америкой и Антарктидой.

Очертания ее береговой линии типичны для материков Южной (гондванской) группы: она не имеет крупных выступов и глубоко вдающихся в сушу заливов.

Большая часть континента (5/6 площади) расположена в Южном полушарии. Наиболее широк он в экваториальных и тропических широтах.

По сравнению с Африкой и Австралией Южная Америка далеко заходит к югу в умеренные широты и ближе подходит к Антарктиде. Это оказывает большое влияние на формирование природных условий материка: он выделяется из всех Южных материков большим разнообразием природных условий.

Равнины Ориноко

Равнины Ориноко — это физико-географическая страна, которая расположена в бассейне р. Ориноко в пределах синеклизы того же названия между Андами и Гвианским нагорьем. На северо-востоке равнины выходят к Атлантическому океану, а на юге граничат с Амазонией. Южная граница проведена более или менее условно по р. Гуавьяре. Примерно в этом районе сухой период, характерный для климата равнин Ориноко, становится таким коротким, что его легко переносят влажные экваториальные леса. В пределах региона расположены равнинные территории Венесуэлы и Колумбии. На равнинах Ориноко господствует плоский рельеф с отчетливо выраженными эрозионными ступенями. Месы и пьемонты расчленены глубокими долинами притоков главной реки. Вдоль центральной реки сравнительно неширокой полосой тянутся аллювиальные низменности, над ними ступенями до высоты 200-300 метров поднимаются плоские изолированные участки — месы, а у подножия Анд расположены более высокие предгорные плато — пьемонты. Все равнины Ориноко носят общее название Льянос (от испанского «льяно» — «равнина»).

Генетика

Генетика — раздел биологии, изучающий материальные основы наследственности и изменчивости и механизмы эволюции органического мира.

Родоначальником генетики считают Грегора Менделя, аббата монастыря в Брно (Чехия), предложившего гибридологический метод исследования наследственности, открывшего законы независимого наследования признаков. Эти законы носят имя Менделя. Они были заново открыты в начале XX века, а объяснены — в середине века, после открытия и изучения нуклеиновых кислот, в том числе ДНК.

К важнейшим понятиям генетики относят наследственность, изменчивость, ген, геном, генотип, фенотип и разновидности генофонда.

Законы генетики

При рассмотрении основных законов генетики необходимо отметить, что они носят статистический характер, т.е. эти законы можно обнаружить при изучении очень большого количества объектов. Так, изучив 10 особей данного вида, обнаружить тот или иной закон нельзя — слишком мало параллельных наблюдений. Чем больше параллельных наблюдений будет сделано, тем четче и рельефнее будет проявляться тот или иной генетический закон.

Характеристика генетики пола и наследственных заболеваний, связанных с полом организма

В процессе исторического развития у организмов возник механизм регуляции появления особей разного пола (для раздельнополых организмов). У раздельнополых организмов в клетках существует особая пара хромосом, условно обозначаемая ХY, которая отвечает за пол данного организма, и эта пара хромосом называется половыми хромосомами.

По характеру половых хромосом различают гомогаметный (XX) и гетерогаметный (ХY) пол. У человека и ряда животных гетерогаметным является мужской пол (XY), а женский — гомогаметным (XX).

Экологические проблемы Индийского океана

Основные экологические проблемы Индийского океана, как и других частей Мирового океана, прежде всего связаны с антропогенными воздействиями на морские экосистемы и серьезными повреждениями устойчивости этих природных систем.

Воды Индийского океана испытывают различные виды загрязнений. Нефтяное загрязнение занимает особое место.

Регион Ближнего и Среднего Востока играет роль главного «нефтяного крана» в мировом хозяйстве. На него приходится более 2/3 всех запасов и 1/3 добычи нефти зарубежного мира. Особенно выделяется бассейн Персидского залива. Главные из морских грузопотоков нефти начинаются от крупнейших портов Персидского залива и идут к Западной Европе, Северной Америке и Японии.

Климат Северного Ледовитого океана

Северный Ледовитый океан располагается в приполюсных широтах, где в атмосферу в среднем за год уходит больше тепла, чем приходит. Этим обусловлены и объясняются многие особенности и характеристики его гидрологического режима. В июле на 80° с. ш. на поверхность поступает около 31 ккал/см² в месяц. Но значительная часть этой энергии теряется вследствие большой отражательной способности снега и льда. Альбедо морских льдов и снега — 80-85%, т. е. его роль в формировании радиационного баланса чрезвычайно велика.

По расчетным данным и непосредственным измерениям годовой радиационный баланс Центральной Арктики положительный и колеблется от 2 ккал/см² до величин, близких к 0. В зимнее время остывшие нижние слои приземного слоя воздуха получают немного тепла от атлантических вод, температура которых подо льдом достаточно высокая по сравнению с другими слоями воды. Весной и летом к понижению температуры воздуха ведет огромная затрата тепла на таяние снега и льда.

Органический мир Северного Ледовитого океана

Характерные особенности органического мира Северного Ледовитого океана объясняются своеобразием его формирования в суровых природных условиях. Эти особенности заключаются в относительной бедности видового состава флоры и фауны, которая возрастает с запада на восток в Евразийском секторе, в наличии общих видов с Атлантическим океаном и Тихим океаном в прилегающих к ним акваториях и в небольшом количестве эндемиков (всего 18% видов).

Флора и фауна океана представлены немногим более чем 3 000 видов, из которых лишь 540 являются эндемиками. Качественное разнообразие и биологическая продуктивность очень различны: наибольшие — в приатлантических акваториях, наименьшие — в центре Арктического бассейна. Обеднение флоры и фауны в Евроазиатских морях наблюдается с запада на восток от Норвежского и Баренцева морей к Чукотскому. В море Бофорта разнообразие видов возрастает благодаря проникновению в него тихоокеанских видов.

Экологические проблемы Северного Ледовитого океана

Хозяйственное вмешательство человека в экологические системы морей Северного Ледовитого океана обострило здесь ситуацию, особенно в последние годы. Главная причина — непомерная нагрузка на хрупкие и трудно восстанавливаемые аквальные комплексы северных морей. Темпы освоения окраинных морей Евразии значительно выше, чем в большинстве береговых регионов. С середины 30-х гг. XX в. — начала освоения Северного морского пути — произошло активное наступление человека на природу северных морей. Расширение производства на берегах увеличило загрязнение вод, сокращение биологических ресурсов и т. д. В настоящее время проблемы Северного Ледовитого океана сводятся к следующим:

Мировой океан

Мировой океан — это непрерывная водная оболочка Земли, которая занимает 71% ее поверхности (361,1 млн. км²). В Северном полушарии на долю океана приходится 61% поверхности, в Южном — 81%. Понятие Мировой океан было введено в отечественную науку Ю. М. Шокальским. По своим физическим, химическим, биологическим особенностям Мировой океан представляет единое целое, но разнообразен по многим характеристикам —климатическим, динамическим, оптическим, элементам водного режима и др. По совокупности всех признаков водная оболочка Земли подразделяется на несколько океанов. Это крупные части Мирового океана, ограниченные береговой линией материков. Канонически признано существование трех океанов: Тихого, Атлантического и Индийского.

Гипотеза модульного строения планет земной группы

Любые гипотезы о возникновении Луны должны ис­ходить из единства материального мира Солнечной системы. То, что реально существует, содержит и разгадку своего рождения. До второй половины XX века (до работ американца Г. Юри) больше внимания обращали на ди­намику, а не на состав материальных тел. Теперь мы знаем, что в околосолнечном пространстве движутся тела трех вещественных групп:

Тела малой плотности (0,7—1,5 грамма на кубический сантиметр), состоящие в основном из водорода и гелия и составляющие основную массу Солнечной системы. Это само Солнце, планеты Юпитер и Сатурн, спутник Сатурна Янус и др.

Путешествие Вояджера-1

Первые открытия

В марте 1979 года автоматическая межпланетная станция «Вояджер-1» приблизилась к Юпитеру. Открытия посыпались градом: полярные сияния атмосферы настолько интенсивны, что видимы на солнечной сто­роне планеты; мощные разряды молний способны синтезировать жизнеспособные объекты; знаменитое «Красное пятно» имеет метеорологическую природу — в глубинах пятна таится поглотитель ультрафиолетового излучения; спутник Амальтея оказался не шаром, а «дыней», его длинная ось вдвое больше короткой, альбедо спутника очень мало; у Юпитера обнаружено кольцо, как у Са­турна и Урана, но только более пустынное, ширина его 8 тысяч, толщина около 30 километров.

Кимберлитовая трубка

Газовая активность планет земной группы связана с тем, что аккреция планетных модулей происходила вокруг газового скопления, в нашей гипотезе — вокруг модулей I и II вещественных групп. Истечение водорода, гелия, радиогенного аргона, метана, азота, углекислого газа из глубин планеты — это «память» о далеком газовом прошлом планет и спутников.

Условия возникновения жизни на Земле

Земля, как свидетельствуют космологические данные, возникла одновременно со всей Солнечной системой и самим Солнцем около 5 млрд. лет назад в результате конденсации вещества газопылевого облака в многочисленных центрах флуктуаций его концентрации и соответствующего возникновения центров гравитационного взаимодействия случайных скоплений вещества. Часть таких скоплений оказывалась неустойчивой, другие, составившие в конце концов единую равновесную систему, постепенно росли, притягивая вещество распыленной части этого облака. Само оно возникло в результате взрыва сверхновой, которая была звездой первого поколения, водородно-гелиевой. В «нормальных», принадлежащих главной последовательности, звездах первого поколения реакции ядерного синтеза могут идти только до железа. Синтез более тяжелых элементов сопровождается не выделением, а поглощением энергии. Необходимое для этого количество энергии обеспечивается только в предвзрывной стадии развития сверхновой, поэтому образующееся при ее взрыве газопылевое облако содержит практически все элементы периодической таблицы, хотя основную долю суммарной массы продуктов вспышки сверхновой по-прежнему составляют водород и гелий.

Космические процессы и их влияние на Землю

Среди природных явлений, воздействующих на геологическую среду и географическую оболочку, немаловажную роль играют космические процессы. Они вызываются приходящей энергией и веществом падающих на Землю космических тел разного размера — метеоритов, астероидов и комет.

Амазония

Амазония расположена в приэкваториальном районе Южной Америки, в центральной части бассейна р. Амазонки. На западе регион доходит до подножия Анд, на востоке выходит к Атлантическому океану, на юге граничит с Бразильским, а на севере — с Гвианским нагорьями. Границы с этими регионами орографические, довольно четкие. Лишь на северо-западе влажные экваториальные леса Амазонии постепенно сменяются саваннами равнин Ориноко (условная граница по р. Гуавьяре). Большая часть территории принадлежит Бразилии. На западе в пределах Амазонии находятся равнинные районы Перу, Эквадора и юго-востока Колумбии.

Бразильское нагорье

Бразильское нагорье — это физико-географическая страна расположена в пределах крупной и сложной тектонической структуры — Бразильского мегащита. Выступы кристаллического фундамента и синеклизы между ними были подняты неотектоническими движениями и охвачены процессами денудации, продолжающимися и в настоящее время. Поднятие сопровождалось разломами, образованием горстов и грабенов, излиянием лав, развивалась интенсивная эрозия. Все это привело к большой тектонической раздробленности и разнообразию форм рельефа на территории нагорья, что является общей отличительной чертой региона. Бразильское нагорье граничит по северному подножию с Амазонией, на востоке включает узкое низменное побережье Атлантического океана, на западе и юге границу региона проводят по уступам, отделяющим  нагорье от равнин Маморе, Гран-Чако, Пантанала и Пампы. Почти всю его территорию занимает Бразилия, лишь на северо-западе в пределы плато Мату-Гросу заходит Боливия, а на юго-западе на плато Параны — Парагвай.

Ла-Платская равнина (Пампа)

Ла-Платская равнина (Пампа) — эта физико-географическая страна занимает южную часть бассейна р. Параны и земли, прилегающие к эстуарию Ла-Плата. На востоке и юго-востоке регион выходит к Атлантическому океану, на западе граница проходит по предгорьям Прекордильер и Пампийских Сьерр. Северный и южный рубеж — климатический и потому не очень четкий. На севере границу проводят там, где тропические кустарниковые формации Гран-Чако сменяются субтропическими степями и прериями. Лишь на северо-востоке граница с Бразильским нагорьемболее четкая — орографическая. На юге ландшафты Пампы постепенно переходят в сухие степи и полупустыни Патагонии, расположенные в умеренном климатическом поясе. Условно рубеж проводят по долине р. Рио-Колорадо. В пределах региона расположены Уругвай и значительная, наиболее населенная часть Аргентины.

Рельеф региона сформирован в пределах Ла-Платской синеклизы на мощной толще континентальных осадков, представленных речным песчаным и илистым аллювием и лессовидными суглинками.

В центральных частях Пампы преобладают плоские аллювиальные равнины, часто заболоченные, особенно в междуречье Параны и Уругвая. Широкие поймы и надпойменные террасы расчленены слабо. На атлантическом побережье распространен холмистый дюнный рельеф. На северо-востоке региона близко к поверхности подходят кристаллические породы платформенного фундамента. Здесь формируются возвышенные массивы и гряды — кучильас. Выходы кристаллических пород есть и на юге Пампы, где образуются невысокие хребты с зубчатыми вершинами и крутыми склонами — Сьерры Пампы (Сьерры Буэнос-Айреса).

Субтропический климат региона отличается значительными температурными амплитудами.

При положительных средних температурах самого холодного месяца на всей территории Пампы возможны морозы. Летом жара до 45°С. Зимой вторжения холодного воздуха с юга сопровождаются сильными ветрами (памперо), которые вызывают пыльные бури, так как снежный покров, если и есть, то маломощен. Снег не только тает, но и испаряется.

Условия увлажнения в регионе меняются с востока на запад.

На атлантическом побережье равномерно в течение всего года выпадает до 2000 мм осадков, в окрестностях эстуария Ла-Платы — около 1000 мм, а к западу от Параны их количество снижается до 500-300 мм. На западе Пампы отчетливо выражен летний максимум, связанный с приходом морского воздуха с Атлантики. Как правило, это зафронтальные ливни над нагретой территорией региона. Зимой осадки связаны с циклональной деятельностью на полярном фронте. Увлажнение нестабильное: бывают засухи или льют обильные дожди.

Горы Анды

Субконтинент Андийский Запад занимает всю западную часть материка. Он представляет собой самую протяженную (9 тыс. км) и одну из самых высоких горных систем материковой суши Земли. Горы Анды широким фронтом выходят к Тихому океану, на севере — к Карибскому морю. Восточная граница со странами Внеандийского Востока проходит по подножию Андийских хребтов. Единство физико-географических стран субконтинента обусловлено тем, что они находятся в пределах складчатого пояса на границе литосферных плит Тихого океана и Южной Америки.

Материк Африка

Африка — самый большой материк из группы Южных материков. По площади (около 30 млн. км²) он занимает второе место в мире после Евразии.

Береговая линия материка Африка имеет несколько крупных выступов (например полуостров Сомали) и почти совсем лишена мелких заливов и полуостровов.

Экватор пересекает материк Африку посередине. Крайние северная и южная точки расположены почти на одних и тех же широтах в Северном и Южном полушариях. В отличие от других Южных материков большая по площади часть континента лежит к северу от экватора.

Атласские горы

Система горных хребтов и межгорных плато в пределах Марокко, Алжира и Туниса (стран Магриба), которая носит общее название Атласских гор и занимает самый север континента.

Они названы так греками еще в античной древности в честь мифического титана Атласа. Горный массив вытянут с юго-запада на северо-восток на 2000 км, с трех сторон омывается водами Средиземного моря и Атлантического океана. На юге границу с Сахарой проводят по подножиям гор. Эта часть Альпийско-Гималайского пояса возникла сравнительно недавно и присоединилась к Африке в результате закрытия океана Тетис. Рельеф южной части региона сформирован на структурах герцинского, а северной — альпийского возраста. Атлас лежит, в основном, в пределах субтропического пояса и испытывает сильное влияние Средиземного моря.

Пустыня Сахара

Большую часть Северной Африки занимает пустыня Сахара. Это величайшая пустыня земного шара (площадь — около 8 млн. км², больше Австралии), протянувшаяся от Атлантического океана до Красного моря на 6000 км и от Средиземного моря до Суданских равнин на 2000 км. Южную границу пустыни Сахары проводят с равнинами Судана по линии от устья Сенегала севернее котловин Среднего Нигера и озера Чад к Хартуму и далее — к берегу Красного моря у северной окраины Эфиопского нагорья. На севере регион выходит к Средиземному морю и к подножию Атласских гор. Под общим названием Сахары объединяется ряд тропических пустынь разнообразных типов (Нубийская, Ливийская, Игиди, Шеш и др.). На ее территории находятся южные части стран Магриба, Ливия, Египет, Западная Сахара (Сахарская Арабская Демократическая Республика), Мавритания, север Мали, Республики Чад, Нигера, Судана.

Восточная Африка

Восточная Африка — субконтинент, расположенный на востоке материка, объединяет две физико-географические страны: Эфиопское нагорье и полуостров Сомали и Восточноафриканское нагорье (плоскогорье). Регион вытянут в субмеридиональном направлении (между 18° северной и южной широты). Он начинается на севере у юго-восточной окраины Сахары, на западе имеет довольно четкие орографически обусловленные границы с регионами Северной и Центральной Африки, на юге системой разломов отделяется от аналогичных структур Южной Африки, доходя до тектонической долины нижнего течения р. Замбези. На востоке субконтинент выходит к Индийскому океану и его морям.

Центральная Африка

Субконтинент Центральная Африка включает две физико-географические страны — Северо-Гвинейский регион и впадину Конго, имеющие ряд сходных черт климата. Он расположен в середине материка, омывается водами Гвинейского залива Атлантики. На севере субконтинент граничит с равнинами Судана, на востоке — с Восточно-африканским нагорьем, на юге — с Южной Африкой. Граница проходит по горам и плоскогорьям, окружающим котловину Конго, и по возвышенностям и плато северного побережья Гвинейского залива, там, где сухой сезон становится совсем коротким (не более 1-2 месяцев).

Южная Африка

Субконтинент Южная Африка занимает юг Африканского материка. На севере граница с Центральной Африкой проходит по водоразделам бассейна р. Конго, на северо-востоке (с Восточной Африкой) — по тектоническому разлому, занятому долиной р. Замбези. Остальные границы — морские. Субконтинент Южная Африка включает две материковые физико-географические страны: Южно-Африканские плато и плоскогорья, Капские горы и остров Мадагаскар, который имеет с ними некоторые общие черты природы.

Материк Австралия

Австралия — самый маленький материк Земли (7,6 млн. км²), обладающий весьма своеобразными чертами природы. Он расположен целиком в Южном полушарии, большей своей частью в тропических широтах. Отделившись от других гондванских материков еще в середине мезозоя, континент в течение длительного времени развивался изолированно. Позже других материк Австралия потерял связь с Антарктидой. Влияние относительно близко расположенной Антарктиды сказывается на климатических особенностях материка. В его юго-восточной части есть элементы реликтовой антарктической флоры.

Население Африки

Происхождение и история расселения населения Африки

Есть все основания считать, что человек как современный биологический вид появился впервые на одном из Южных материков и именно в Африке. Во всяком случае, именно в Восточной Африке найдены самые древние костные остатки наших предполагаемых предков.

По одной из гипотез, реконструирующих происхождение человека, 12-14 млн. лет назад в Восточной Африке и на Индостанском полуострове обитали рамапитеки — приматы, имеющие некоторые «человеческие» черты, причем некоторые ученые считают, что на юг Азии они проникли из Африки. Африканские рамапитеки находились в таком районе, природные особенности которого заставляли их приспосабливаться к разным условиям существования, менять привычные места обитания в поисках пищи и для спасения от врагов и стихийных бедствий.

Западная Австралия

Субконтинент Западная Австралия занимает большую западную часть материка. Основные особенности его природы связаны с тем, что физико-географические страны этого региона (Северная, Центральная Австралия, Западноавстралийские плато и плоскогорья, Юго-Запад) расположены в пределах древней Австралийской платформы. Фундамент ее выходит на поверхность в щитах на западе и севере субконтинента, а на востоке и юге в прогибах накапливались разновозрастные осадочные толщи. Такое строение поверхности и преобладание аридных и семиаридных климатических условий — главные факторы в пределах Западной Австралии, формирующие общие для всего субконтинента черты природы.

Восточная Австралия

На востоке континента Австралия протянулась Восточно-Австралийская горная система, сформированная неотектоническими движениями на палеозойских (преимущественно герцинских) складчатых структурах. Эти же структуры лежат в основании небольших плит юго-востока. На выходах палеозойского и докембрийского складчатого фундамента образованы горы Флиндерс и Лофти.

Остров Тасмания

Островная физико-географическая страна Тасмания является продолжением восточных регионов Австралии и отделена от Юго-Востока неглубоким Бассовым проливом, который образовался в кайнозое в результате опусканий по поперечным разломам. Плоскогорья и плато острова сформированы восходящими неотектоническими движениями на палеозойских складчатых структурах. От материковой части Восточной Австралии регион отличается проявлением некоторых островных черт природы и, главным образом, климатическими условиями. Тасмания расположена в 40-х широтах, в зоне действия циклонов западного переноса умеренных широт.

Селекция

Селекция — раздел биологии (или сельскохозяйственная наука), изучающий и практически осуществляющий выведение пород домашних животных, новых сортов растений и штаммов микроорганизмов.

Селекция имеет три направления деятельности, связанных с селекцией растений, животных и микроорганизмов. Первые два направления зародились на заре человеческой цивилизации, когда человек начал возделывать растения и приручил животных, а селекция микроорганизмов появилась в начале XX века, так как в это время получило большое развитие учение о строении клеток, генетика и т. д. Селекция микроорганизмов дала возможность осуществлять и развивать новое направление человеческой деятельности — биотехнологию, позволяющую утилизировать то, что невозможно сделать другими способами.

Селекция растений животных и микроорганизмов

Селекция растений

Предметом селекции растений является теоретическая разработка и практическое выведение новых сортов растений, а также усовершенствование старых сортов.

Селекция растений широко использует общие методы селекции, но имеет свои особенности по сравнению с селекцией животных и микроорганизмов.

В селекции растений большую роль играет разнообразие селекционного материала. Вопросам изучения разнообразия исходного материала посвящены труды Н. И. Вавилова и его последователей. Были исследованы центры происхождения современных растений, возделываемых человеком. Н. И. Вавилов выделил восемь таких центров, наиболее важными среди которых являются:

Филогенез растений

В конце архейской эры появились простейшие организмы, способные к фотосинтезу и давшие начало бактериям и сине-зеленым водорослям. Сине-зеленые водоросли (хоть их и рассматривают вместе с растениями) растениями не являются, но они способны к фотосинтезу и обогащают окружающую среду кислородом.

Настоящие растения появились в начале протерозойской эры — это зеленые и красные водоросли. К концу протерозоя в растительном мире господствовали зеленые водоросли; сильное развитие имели бактерии и сине-зеленые водоросли. В течение этой эры жизнь существовала только в водоемах. Возникли многоклеточные водоросли, в том числе и прикрепленные к донной поверхности. По берегам водоемов начались почвообразовательные процессы за счет жизнедеятельности бактерий, других микроорганизмов и микроскопических водорослей.

Филогенез животных

Животные характеризуются гетеротрофностью, способностью к активному передвижению и к половому размножению. Первичные организмы, возникшие в архейскую эру (первая эра в развитии жизни на Земле), не были в полной мере животными, так как не сформировался половой процесс и организмы были одноклеточными.

Разделение органического мира на растительный и животный мир произошло с момента появления фотосинтеза.

Антропогенез

Антропогенез — этапы эволюции организмов, приведшие к возникновению человека.

Происхождение человека — проблема, которая всегда волновала человечество с ранних этапов его развития. Попытки объяснить происхождение людей нашли отражение в мифах, преданиях и верованиях разных племен и народов. Научное разрешение эта проблема получила только после появления эволюционной теории. Первая попытка научно объяснить возникновение человека на Земле была сделана Ж. Б. Ламарком. Важную роль в вопросе о происхождении людей сыграла работа Ч. Дарвина «Происхождение человека и половой отбор» (1871). В настоящее время разработаны основы теории антропогенеза, основывающиеся на современных данных различных биологических наук и смежных дисциплин.

Среды обитания живых организмов

Существование человека, как и любого другого живого организма, невозможно вне среды его обитания.

Среда обитания живых организмов — это та часть пространства, которая окружает данный организм или группу организмов и воздействует на него определенным образом различными факторами.

Любой организм испытывает воздействие неорганических и органических составляющих природы и приспосабливается к этим воздействиям. Так, некоторые животные приспособились к низким температурам и могут нормально существовать в районах Крайнего Севера (песцы, белые медведи), а другие способны жить только в тропиках. На определенной территории, в одинаковых климатических условиях проживают определенные группы организмов, приспособленные к существованию в данной среде обитания. На планете Земля различают следующие виды сред обитания: наземно-воздушная, водная, наземная, наземно-водная, почвенная (эдафическая), живой организм, которые характеризуются специфическими признаками.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновыми кислотами называют природные биополимеры, являющиеся продуктами реакции поликонденсации нуклеотидов.

По виду нуклеотидов различают два типа нуклеиновых кислот: рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК).

Рибонуклеиновые кислоты — нуклеиновые кислоты, получаемые при поликонденсации рибонуклеотидов.

Дезоксирибонуклеиновые кислоты — это продукты поликонденсации дезоксирибонуклеотидов.

Дезоксирибонуклеотиды (ДНК-нуклеотиды) в своем составе содержат остатки дезоксирибозы.

Биосинтез белка

Биосинтез белка является важнейшей составной частью обмена веществ и энергии в организме и представляет часть совокупности процессов ассимиляции. Его удобно рассмотреть в данном подразделе, так как процесс биосинтеза белков тесно связан с понятиями, разбираемыми при изучении нуклеиновых кислот. Синтез белков в организмах — матричный процесс, его иначе называют трансляцией. Данный процесс является экзотермическим, поэтому для его осуществления необходима энергия, которую организм получает при гидролизе АТФ до АДФ и фосфорной кислоты. Белки синтезируются в присутствии различных ферментов — синтетаз из смеси природных альфа-аминокислот (их 20-22) при участии иРНК и тРНК на полисомах. Полисома — комплекс рибосом, «нанизанных» на молекулу иРНК. Рибосома — органоид клетки, строение которого приспособлено для биосинтеза белка.

Витамины

Витамины (вещества жизни) — особая группа химических соединений, принадлежащих к разным классам органических соединений, объединенных на основе их значимости для жизни животных и человека — без этих веществ невозможна нормальная жизнедеятельность животных организмов.

Большинство витаминов не могут вырабатываться организмом животного и поступают в него извне с пищей или вырабатываются под воздействием внешних факторов среды (например под действием солнца в коже человека). При недостатке витаминов (гиповитаминоз, авитаминоз) нарушается обмен веществ, что может привести к заболеваниям, которые могут завершиться летальным исходом. Аналогичные явления характерны и для гипервитаминозов (избыточному воздействию витаминов), но гипервитаминозы встречаются реже, чем гипо- и авитаминозы. Витамины были открыты Н. И. Луниным (1880).

Соединения регулирующие обмен веществ

В статье «Витамины» охарактеризованы вещества, не содержащиеся в организме, поступающие в него извне, регулирующие обмен веществ и некоторые функции отдельных органов или систем органов (витамины). Однако в организме имеются вещества, без которых невозможна реализация биохимических процессов, лежащих в основе обмена веществ, а также соединения, реализующие согласование отдельных цепей превращений, координацию физиологических функций организма, а также вещества, выполняющие выделительную либо запасающую функции, в виде отдельных включений. Ниже рассмотрены некоторые из этих соединений.

Фотосинтез

Фотосинтезом называется совокупность окислительно-восстановительных процессов, при которых из неорганических веществ образуются сложные органические соединения, при этом данные процессы идут с использованием солнечной энергии в присутствии хлорофилла.

Впервые научное описание процессов фотосинтеза и его биологической роли были раскрыты в трудах русского ученого К. А. Тимирязева.

Совокупность процессов фотосинтеза можно описать суммарным уравнением:

Диссимиляция

Диссимиляция (катаболизм) — совокупность процессов, при которых происходит окисление сложных органических веществ и превращение их в неорганические (воду, углекислый газ, мочевину (простое органическое вещество) и др.), сопровождающееся синтезом АТФ, которая используется организмом в процессах ассимиляции и других процессах жизнедеятельности организма.

Главной функцией процессов диссимиляции в организме является перевод энергии из «неудобной» организму формы (энергии химических связей сложных органических веществ — белков, углеводов, жиров) в «удобную» форму — макроэргические связи соединения типа АТФ и АДФ, энергия которых за счет процессов фосфорилирования легко переходит от одного соединения к другому. Это одна из биолого-экологических функций ассимиляции. Другой такой функцией является реализация круговорота веществ, когда органические вещества превращаются в неорганические, а последние вновь вступают в круговорот, участвуя в образовании органических веществ.

Характеристика абиотических факторов среды

К абиотическим факторам среды относят субстрат и его состав, влажность, температуру, свет и другие виды излучений в природе, воздух и его состав, климат и микроклимат. Следует отметить, что температуру, состав воздуха, влажность и свет можно условно отнести к «индивидуальным», а субстрат, климат, микроклимат и др. — к «комплексным» факторам.

Субстрат (буквально) — это место прикрепления. Например, для древесных и травянистых форм растений, для почвенных микроорганизмов это почва. В ряде случаев субстрат можно считать синонимом среды обитания (например, почва — это эдафическая среда обитания). Субстрат характеризуется определенным химическим составом, который оказывает влияние на организмы. Если субстрат понимается как среда обитания, то он в этом случае представляет собой комплекс характерных для него биотических и абиотических факторов, к которым приспосабливается тот или иной организм.

Биотические факторы среды

К биотическим факторам среды относят воздействие отдельных организмов друг на друга и на среду своего обитания, экологическую роль отдельных групп организмов, исходя из способов их питания, характеристику пищевых цепей и сетей, характер изменения биомассы в цепях питания и другие факторы.

Важным является и вопрос о взаимодействии биотических и абиотических факторов среды. Влияние человека на биогеоценозы относится к антропогенным факторам, но человек, помимо особого воздействия, влияет на организмы и как биологический вид, поэтому его воздействие в некоторой своей части можно (в первом приближении) отнести к биотическим факторам среды.

Общая характеристика антропогенных факторов

Человек принадлежит к биологическому виду — «хомо сапиенс», образует несколько рас и распространен на планете Земля повсеместно. В начале своего существования он был «обычным» видом и его воздействие являлось составной частью биотических факторов, но по мере становления человека как особого вида влияние на Природу возрастало все в большей степени и приобрело характер специально выделяемых антропогенных факторов и в настоящее время приравнивается к «геологическим силам» воздействия. К антропогенным факторам относят: