Природные катаклизмы нашего времени
Анализ вероятных физико-географических причин мощных наводнений в Европе в последние годы (в Германии, а также в Швейцарии, Австрии и Румынии) проведенный рядом ученых, показывает – первопричиной разрушительных катаклизмов является, скорее всего, освобождение ото льдов Северного Ледовитого океана. Иными словами, в связи с происходящим резким потеплением климата, вполне возможно, наводнения только начинаются. Увеличилось количество открытой синей воды в проливах между арктическими островами Великого Канадского архипелага. Появились гигантские полыньи даже между самыми северными из них – островом Элсмира и Гренландией.
По оценкам экспертов, уже в обозримом будущем в уязвимом положении окажутся прибрежные страны, территории которых непосредственно прилегают к акваториям Тихого, Атлантического и Северного Ледовитого океанов. Члены межправительственной группы экспертов по изменению климата считают, что из-за активного таяния ледников Антарктиды и Гренландии уровень Мирового океана может повыситься на 60 см, что приведет к затоплению некоторых островных государств и прибрежных городов. Речь, прежде всего, идет о территориях Северной и Латинской Америки, Западной Европы, Юго-Восточной Азии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На протяжении всей истории Земли физико-географическое положение всех элементов суши, менялось под воздействием природных катаклизмов.
Многими специалистами нашего времени признается очевидной тенденция к увеличению числа природных аномалий и катастроф, число природных катастроф в единицу времени продолжает расти. Возможно, это связано с ухудшением экологической обстановки на планете, с ростом температуры газа в атмосфере.
По оценкам специалистов, вследствие таяния ледников Арктики, новые сильнейшие наводнения ожидают северные материки в самом недалеком будущем.
Доказательством достоверности геологических прогнозов являются разного рода стихийные бедствия, произошедшие в последнее время. Сегодня природные аномальные явления, временные климатические диспропорции, резкое колебание температур становятся постоянными спутниками нашей жизни. Они все чаще дестабилизируют обстановку и вносят существенные коррективы в повседневную жизнь государств и народов мира.
Ситуация осложняется усилением влияния антропогенного фактора на состояние окружающей среды.
В целом грядущие природно-климатические и геофизические изменения, которые несут в себе серьезную опасность самому существованию народов мира, требуют от государств и правительств уже сегодня быть готовыми к действиям в кризисных условиях. В мире постепенно начинают осознавать, что проблемы уязвимости нынешней экологической системы Земли и Солнца, приобрели ранг глобальных угроз и требуют немедленного разрешения. По оценкам ученых, человечество еще способно справиться с последствиями природно-климатических изменений.
Ароморфоз.
Введение.
Понять сущность жизни как специфической формы движения материи невозможно без изучения теорий биологической эволюции. Когда ученый использует термин «эволюция» применительно к биологическим процессам и явлениям, то чаще всего он подразумевает процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к коренным качественным изменениям живых организмов, сопровождающимся возникновением новых биологических систем, форм и видов.
Развитие эволюционных идей в биологии имеет достаточно длительную историю. Начало рассмотрению вопросов эволюции органического мира было положено еще в античной философии и продолжалось более двух тысяч лет, пока не возникли первые самостоятельные биологические дисциплины в науке Нового времени. Решающую роль в развитии эволюционной биологии сыграла теория эволюции Чарльза Дарвина.
Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции проникло в науку еще в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, которые изложил в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).
Сравнивая древние и современные формы жизни и анализируя проявления эволюции в разных группах организмов, можно заметить, что развитие чаще идёт от простых форм к более сложным. При этом некоторые животные и растения, принадлежащие к разным группам, вдруг оказываются почему-то очень схожими, а близкие родственники – удивительно непохожими. Такие наблюдения говорят о том, что эволюция имеет определённую направленность.
Современные эволюционисты разграничивают две формы прогресса: биологическую и морфофизиологическую.
Под биологическим прогрессом понимается успех организмов в борьбе за существование независимо от того, каким путём он достигнут. В результате биологического прогресса численность особей данного вида, рода, семейства и т.д. увеличивается, их распространение расширяется и, кроме того, таксон распадается на подчинённые систематические группы.
Морфофизиологический прогресс не обязательно ведёт к процветанию вида; несмотря на то что организм усложняется, усиливаются его дифференциация, интеграция и все функции, а также повышается независимость организма от внешних условий
морфофизиологический прогресс занимает особое место среди других направлений эволюции, поскольку самые разные группы организмов последовательно накапливают усложняющиеся изменения. Изменения строения и функций организмов, имеющие для них общее значение и поднимающие их жизнедеятельность на новый уровень, называют ароморфозами.
Ароморфоз.
Как и всякое широкое биологическое обобщение, понятие «ароморфоз» неизбежно остается несколько расплывчатым; его трудно определить строго и однозначно. Первоначально ароморфоз понимался как направление эволюции, при котором биологическое процветание группы достигается посредством морфофизиологического прогресса [1]. При этом о степени «биологического процветания» группы можно судить, например, по достигнутому уровню разнообразия, численности или биомассы.
Итак, ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму) — это универсальное прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфозы осуществляются путем совершенствования не только отдельных органов, но и организма в целом. В этом процессе происходят глубокие функциональные и структурные изменения, в результате которых возникают новые, более широкие и более совершенные приспособления к основным условиям среды, что приводит к расширению связей организма со средой, к все большему и большему ее завоеванию. Это направление эволюции, при котором биологический прогресс данной группы организмов основан на морфофизиологическом прогрессе. Последний предполагает увеличение структурной сложности организма: возникновение новых органов или их систем, а также специализацию или увеличение разнообразия уже имевшихся. Как правило, морфофизиологический прогресс выражается в уменьшении зависимости от среды обитания, увеличении уровня обмена веществ, оптимизации морфогенеза и т. п.
Как уже отмечалось, ароморфозы имеют очень высокое общее приспособительное значение, повышая независимость организма от внешней среды. В связи с этим ароморфозы ставят организмы в качественно новые отношения с внешней средой, позволяя осваивать ее ресурсы на новом уровне. Поэтому ароморфозы сохраняются в филогенезе длительное время, становясь признаками крупных таксонов. Возникающие при этом частные приспособления различных видов не затрагивают общих ароморфных признаков.
Связь ароморфозов с макроэволюцией и биологическим прогрессом.
Процесс образования из новых видов новых родов, из родов – новых семейств и т.д. называется макроэволюцией. Макроэволюция совершается за исторически громадные сроки и непосредственному наблюдению недоступна. В целом эволюционный процесс непрерывно идет в направлении наибольшего приспособления живых организмов к конкретным условиям среды. Смена условий приводит к замене одних приспособлений на другие. Это относится и к приспособлениям широкого характера. Такие приспособления ведут к общему подъему организации, т.е. к биологическому прогрессу.
Ароморфозы дают возможность освоения совершенно новой среды обитания, обеспечивают большие преимущества в борьбе за существование. В результате ароморфозов возникли крупные систематические группы - типы, классы, отряды.
Итак, ароморфоз – это главный путь достижения биологического прогресса.
Примеры ароморфозов.
· Основные ароморфозы на ранних этапах развития органического мира
Первые живые организмы Земли населяли водную среду обитания. Первоначально эта среда была представлена «первичным бульоном» – раствором органических веществ, синтезированных абиогенным способом. В этих условиях первичным способом питания является гетеротрофный. Совершенствование этого способа питания приводит к появлению сложных ферментных систем, обеспечивающих самые разнообразные биохимические процессы, а также разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. Происходит увеличение объема генетической информации, в результате чего образуется ядро. В дальнейшем появляются белки–гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит формирование эукариотических клеток.
Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе мембранных ферментно-транспортных систем хемосинтеза формируются ферментно-транспортные системы фотосинтеза.
· Основные ароморфозы в эволюции растений
Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют.
В конце силурийского периода возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей. Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами – бессосудистыми споровыми растениями, у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. В течение девонского периода формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.
В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:
1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).
2. Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.
3. Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.
Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:
1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.
2. В большинстве случаев имеются «приманки» для насекомых – нектар и околоцветник. Это сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).
3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.
В настоящее время Покрытосеменные представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование.
· Основные ароморфозы в эволюции животных
Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани. В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.
У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.
Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела, или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы.
Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Наиболее примитивные Первичноротые животные (Кольчатые черви и им подобные) имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная сегментация туловища. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.
В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.
Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек (серозной и амниотической). В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.
Среди Вторичноротых животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые. Затем у разнообразных рыб формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.
Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).
Далее появляются Амниоты – организмы с зародышевыми оболочками: серозной, амниотической и аллантоисом. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды.
Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.
У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.
Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.
Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.
Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос.
Идиоадаптация (от греч. idios — свой, особый и лат. adaptatio — прилаживание, приспособление) – одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.
Идиоадаптации - частные приспособления видов, позволяющие освоить специфические условия среды, характеризуются возникновением большого числа близких форм организмов внутри одной адаптивной зоны. В отличие от ароморфозов идиоадаптации открывают перед организмами возможность биологического прогресса без повышения уровня биологической организации.
Заключение.
Биологическая эволюция — естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Эволюция влияет на все аспекты жизнедеятельности организмов. Одним из самых заметных для наблюдения результатов эволюции — адаптация (поведенческая, морфологическая или физиологическая), которая является результатом естественного отбора. Адаптация увеличивает приспособленность организмов. В долгосрочной перспективе эволюционные процессы могут привести к появлению новых видов, например, после разделение передковой популяции организмов на новые популяции, особи из которых не могут скрещиваться.
Эволюцию разделяют на макроэволюцию, то есть эволюцию, происходящую на уровне вида и выше, к ней относятся такие процессы как видообразование и вымирание; и микроэволюцию, эволюцию происходящую ниже видового уровня, например, адаптация в популяции.
Пути эволюции крупных систематических групп очень сложны. Нередко в развитии этих групп происходит последовательная смена одного пути эволюции другим. Из всех рассмотренных путей достижения биологического прогресса наиболее редки ароморфозы, поднимающие ту или иную систематическую группу на качественно новый, более высокий уровень развития. Ароморфозы можно рассматривать как переломные пункты развития жизни. Для групп, подвергнувшихся соответствующим морфофизиологическим преобразованиям, открываются новые возможности в освоении внешней среды.
все направления эволюции идут в одну сторону – в сторону большей выживаемости организмов, их приспособленности к условиям внешней среды, к большему разнообразию живых существ.