Структура мониторинга природной среды

Мониторинг окружающей среды. Классификация. Мониторинг - это система наблюдений, оценки и прогноза,принятия решений антропогенных изменений в природной среде.

Мониторинг - наблюдение, оценка, прогноз, принятие решения

Главная задача мониторинга состоит в оценке степени изменчивости экосистем или естественных природных комплексов и их компонентов под воздействием человека.

Классификация мониторинга природной среды:

1.по целям иследования(географический мониторинг, биологический мониторинг исследует процессы и изменения живой природы на уровне,популяций, видов, сообществ)

2.по пространственному признаку(глобальный, региональный, локальный)

Структура мониторинга природной среды. Структура биологического мониторинга. В основе биологического мониторинга лежат программы по изучению реакций биосистем разного уровня организации на антропогенные воздействия. Программы: связанные с изучением • На субклеточном уровне Генетический мониторинг - изменение в генетике, различные формы мутации (изменение числа хромосом – изменение в структуре хромосом – хромосомные точечные мутации – генные.) Биохимический мониторинг – (изменение химического состава клетки, процесс метаболизма). • Клеточный уровень Цитологический мониторинг – изучение строения и функций клетки • Организменный уровень Физиологический мониторинг – оценка функциональных изменений в том или ином организме • Популяционный уровень (популяции, биоценотические уровни биосистем) Экологический мониторинг Подпрограммы Мониторинг загрязнения биотыØ Мониторинг продуктивности биосферыØ Мониторинг исчезающих видовØ 2 подхода к цели биологического мониторинга. 1. Оценка и прогноз ответной реакции экосистем на антропогенные воздействия 2. Разработка и внедрение биологических методов и способов оценки качества окружающей среды с помощью живых организмов Основное внимание – разработка авторских систем оповещения на основе регистрации реакции живых организмов на антропогенные факторы в экосистеме Любая программа биологического мониторинга включает в себя 3 задачи: • Разработка систем раннего оповещения • Диагностика • Прогнозирование На сегодняшний день достаточно известны такие виды оповещения токсичности: Бактериальный мониторинг воды (количество потребленного кислорода) – критерий Водоросли (интенсивность фотосинтеза) Рыбы 2.Диагностика – обнаружение, идентификация и определение концентрации загрязняющих веществ в биотической составляющей на основе использования организмов – мониторов. Организмы – мониторы: некоторые виды водорослей, мхи, лишайники, древесные растения, человек Диагностический мониторинг – определение количества вещества антропогенного происхождения в биотической составляющей при учете количества этого вещества в абиотической составляющей Мониторинг загрязнения биоты 1) Пресных вод 2) Морской среды 3) Мониторинг биоты суши На здоровье человека влияет его образ жизни.

-индивидуальные(особенности строения и функций отдельных особей)

-биоценотические(характеристики сообществ жвых организмов)

Признаки загрязнения экосистем,используемые при разных уровнях биоиндикации:

1.биохим и физиолоические р-ции(невидимые изменения)

2.показатели,отражающие проницательность клеточных мембран

4.преждевременное включение процессов старения

30.Биологический мониторинг изучает реакции живых организмов на антропогенные воздействия

1.субклеточный уровень(генетический,биохим)

3.организационный уровень(физиологич мониторинг)

4.популяционный уровень(экологич мониторинг природной среды)

Цели:оценка и прогноз ответной реакции экосистем на антропогенные воздействия,разработка и внедерение биологических методов и способов оценки кач-ва окруж среды с помощью живых организмов

Экологическая токсикология (экотоксикология) — раздел токсикологии, изучающий эффекты воздействия токсичных веществ на экосистемы и их круговорот в биосфере, в особенности в пищевых цепях.

изучает источники поступления токсикантов в природные биосистемы, токсические эффекты действия химических веществ на живые организмы, а также устойчивость и функционирование биосистем надорганизменного уровня в условиях их токсического загрязнения.

Один из основных биологических объектов изучения экотоксикология — человек. С этой точки зрения, экотоксикология призвана решать одну из важных проблем экологии человека — защиту здоровья людей от поражения находящимися в окружающей среде вредными веществами.

Естественный отбор (ЕО) — процесс, приводящий к выживанию и преимущественному размножению более приспособленных к данным условиям среды особей, обладающих полезными наследственными признаками. В соответствии с теорией Дарвина и современной синтетической теорией эволюции, основным материалом для ЕО служат случайные наследственные изменения — мутации и их комбинации.

1. Организмы дают многочисленное потомство, намного превосходящее по численности популяцию родителей.

2. Особи в пределах популяции обладают широкой вариабельностью по физиологическим и поведенческим качествам.

3. Вследствие этого некоторые из них окажутся более приспособленными к выживанию и размножению, тогда как у других эти способности будут снижены.

4. Из-за преимуществ в выживании и размножении особей с определенными характеристиками эти адаптивные черты будут проявляться в каждом следующем поколении все чаще и чаще.

5. Очевидно, что в результате естественного отбора определенное количество изменений в популяции может привести к ее изолированному (от других популяций) размножению. Это и есть образование новых видов.

33.Биологический прогресс является основным, магистральным направлениям эволюции. Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира. Критериями биологического прогресса служат следующие показатели (критерии):

1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.

В итоге наблюдается выход в новую адаптивную зону с последующей адаптивной радиацией, то есть распространение в различных условиях обитания.

В том случае, если темпы эволюции данной группы организмов отстают от темпа изменений среды, фаза стабилизации сменяется фазой биологического регресса. Критерии регресса прямо противоположны критериям прогресса. В дальнейшем возможно превращение группы организмов в реликтовую или их вымирание. Регресс часто связан с узкой специализацией и дегенеративными явлениями. В настоящее время регрессу способствует изменение среды под воздействием антропогенных факторов – настолько быстрое, что популяции не успевают изменять свою генетическую структуру.

Нужно подчеркнуть, что биологический регресс не является фатальной неизбежностью: не существует биологических законов, ограничивающих время существования таксонов.

33.Ароморфоз (греч.airomorphosis— поднимаю форму) — прогрессивноеэволюционноеизменение строения, приводящее к общему повышению уровня организацииорганизмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности[1].

Идиоадаптация (от греч. idios — своеобразный и лат. adaptatio — приспособление) — частное приспособление организмовк определённому образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза, идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы.

Дегенерация- редукция органов с активными функциями,упрощение организации в процессе эволюции. Выражается в утрате органов и прочих структур организма в процессе видообразования. Во многом она подобна дегенерации на уровне развития отдельных особей, то есть морфологической.

ЦЕНОГЕНЕЗ - появление у зародыша приспособлений к условиям существования, не свойственных взрослым стадиям (например, образование оболочек плода).

34.Органогенез (от органи...генез) у животных - образование и развитие органов. Различают онтогенетический Органогенез, изучаемый эмбриологией и биологией развития, и филогенетический Органогенез, исследуемый сравнительной анатомией. Кроме описания и анализа течения процессов Органогенез, в задачу указанных дисциплин входят раскрытие и причинное объяснение этих процессов в филогенезеи онтогенезе. Сравнительная анатомия рассматривает возникновение новых органов, их преобразование, разделение, прогрессивное развитие и редукцию, процессы рудиментации и т.п

Проблему главных направлений эволюции сформулировал А.Н. Северцов в своей работе «Главные направления эволюционного процесса». Представления А.Н. Северцова об эволюции развил И.И. Шмальгаузен в работе «Пути и закономерности эволюционного процесса».

К главным направлениям эволюции относятся биологический прогресс, биологический регресс и биологическая стабилизация.

Биологический прогресс является основным, магистральным направлениям эволюции. Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира. Критериями биологического прогресса служат следующие показатели (критерии):

1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.

В настоящее время, в состоянии биологического прогресса, безусловно, находятся покрытосеменные растения, насекомые, птицы и млекопитающие.

Существует три основных способа достижения биологического прогресса: арогенез, аллогенез и катагенез, которые закономерно сменяют друг друга. Названные способы достижения биологического прогресса буду рассмотрены ниже.

Неограниченный прогресс. Наиболее общая форма биологического прогресса называется неограниченным прогрессом. Его содержание составляет осуществленное в условиях Земли развитие от простейших живых существ до человеческого общества как социальной формы движения материи. Выделяют следующие критерии неограниченного прогресса:

1. Увеличение относительной независимости от прежних условий существования.

2. Освоение более разнообразных условий обитания.

4. Совершенствование информационных связей.

Фаза биологического прогресса сменяется фазой биологической стабилизации. «Стабилизация не означает прекращения эволюции, наоборот, она означает максимальную согласованность организма с изменениями среды. Стабильное состояние не бывает длительным» (Шмальгаузен).

Мощный стабилизирующий отбор способствует сохранению таксонов. Известны многочисленные персистентные формы – «живые ископаемые» (плеченогие, мечехвосты, гаттерия, латимерия, гинкго). У мечехвостов внутрипопуляционный полиморфизм не меньше, чем у молодых видов членистоногих, однако любое отклонение от среднего значения признака (от адаптивной нормы) приводит к снижению приспособленности.

Нужно подчеркнуть, что биологический регресс не является фатальной неизбежностью: не существует биологических законов, ограничивающих время существования таксонов