Morski bentos (Enciklopedija). Bentos - šta je to?

Bentos- skup organizama koji žive na dnu vodenih tijela. Po broju vrsta, raznolikosti strukture i načinu života, bentos je nesumnjivo vodeći među vodenih organizama. Tako među morskim životinjama oko 200 hiljada vrsta pripada bentosu, a samo oko 2 hiljade pripada bentosu (Zenkevich, 1951). Prema taksonomskom poreklu, bentos se deli na zoobenthos(životinjski organizmi) i fitobentos (viših biljaka i alge); tu je i bakterijski bentos.

Najraznovrsnija grupa bentoskih organizama su beskičmenjaci. Podijeljeni su u grupe veličina: makro-, meio- i mikrobentos, a za svaku od ovih grupa djelotvorne su vlastite metode istraživanja.

Macrobenthos- višećelijski bentoski beskičmenjaci dužine preko 2 mm. To su mekušci, viši rakovi, insekti, anelidi, bodljikaši i mnoge druge skupine relativno velikih životinja. Organizmi makrobentosa su uvijek vidljivi golim okom, mogu se odabrati iz uzorka bez mikroskopa, pomoću pincete. Za njihovo hvatanje koriste se bentoske mreže i bagre s promjerom oka od 0,5 ili 1 mm, ili grabilice velikih površina (u istraživanju mora - do 1 m2). Makrobentos je najistraženija grupa bentoskih organizama, ali i on ima svoj doprinos večina raznolikost vrsta morska fauna.

Meiobentos- višećelijski submikroskopski bentoski beskičmenjaci (do 2 mm dužine). To uključuje većinu nižih rakova (posebno Harpacticoida, Cyclopoida i Ostracoda), nematode, rotifere i rane larve većih životinja. Najveća gustina Organizmi meiobentosa sežu duboko u meka tla - mulj i pijesak, zadržavaju se u pukotinama između pojedinačnih zrnaca pijeska ili prave prolaze u mulju. Meiobentos je gotovo nevidljiv golim okom, a da bi se sakupio, tlo se ispere kroz vrlo finu mrežu (mreža 100-200 mikrona), nakon čega se vrši potraga za organizmima u uzorku pod binokularnim mikroskopom na 30- 50 puta uvećanje. Identifikacija većine grupa meiobentosa je teška i zahtijeva detaljnu mikroskopiju. Meiobentos je relativno slabo proučavan; Većina vrsta u ovoj grupi najvjerovatnije još nije opisana.

Mikrobentos- jednoćelijske životinje dna (obično klasificirane kao protozoe), gotovo uvijek mikroskopske veličine. Najraznovrsniji među njima su cilijati. Metode vađenja mikrobentosa iz tla su prilično složene, a njegova raznolikost doseže desetine vrsta u samo jednom kvadratnom centimetru tla. Naprotiv, mikrobentos faune različitih regija svijeta prilično se malo razlikuju, a njena globalna raznolikost je relativno mala.

Bentoski organizmi žive na svim mogućim podlogama, a za svako stanište a cijeli set varijante strukture i načina života (tzv. oblici života). Dakle, na kamenitim tlima najčešće su sljedeće opcije: fotosintetsko obraštanje površine kamenja (razne alge), pričvršćene i sjedeće filtarske hranilice (spužve, mahunarke, hidroidi, neke školjke, ličinke mušica i košuljica), sedentarni strugači za obraštanje (mnogi puževi, morski ježevi), lišaji), pukotinski detritivori-sakupljači (razni crvi i larve insekata), pokretni grabežljivci (nalaze se u većini grupa). Općenito, na gustim podlogama prevladava epifauna dna - organizmi koji naseljavaju površinu tla, ali ne zalaze duboko u nju. Naprotiv, na rastresitim tlima (muljevitim i pjeskovitim) je najzastupljenija infauna - životinje koje se ukopavaju, koje debljinu tla koriste kao utočište od grabežljivaca, a ponekad i kao izvor hrane.

Fitobentos je u vodnim tijelima zastupljen u dvije veličine. Ovo mikrofitobentos(jednoćelijske alge dna) i makrofiti- velike vodene cvjetnice i alge koje se ukorjenjuju na dnu. Potonji, zbog svoje značajne veličine (često makrofiti probijaju cijelu debljinu akumulacije i dosežu površinu, a mogu i stršiti iznad vode), često se smatraju posebnim ekološka grupa. Makrofiti stvaraju stanište za vlastitu (fitnu) zajednicu životinja i algi, a služe i kao glavni supstrat za perifiton.

Periphyton- skup organizama koji rastu na gustim supstratima koji se uzdižu iznad površine dna rezervoara (uključujući makrofite). Najtipičniji perifitoni su vezani organizmi (alge, spužve, mahunarke, hidroidni polipi). Neki autori shvaćaju perifiton šire, uključujući i pokretne organizme koji žive na gustim podlogama (na primjer, na kamenju i grebenu) i u šikarama makrofita. Dakle, granica između bentosa i perifitona može se tumačiti na različite načine.

BENTOS(od grčkog benthos - dubina), skup organizama koji žive na tlu iu tlu morskih i kontinentalnih rezervoara. Bentos se dijeli na biljni (fitobentos) i životinjski (zoobentos). U zoobentosu postoje životinje koje žive u tlu - infauna (uglavnom mnogi poliheti i školjkaši, ehiuridi, sipunkulidi, neki bodljikaši itd.), koji se kreću po površini tla - onfauna (poliheti i mekušci, većina bodljokožaca, razni rakovi) pričvršćeni za supstrat - epifauna (spužve, hidroidi, morske anemone i razni koralji, mahunarke, morski žir, neke školjke i dr.), kao i one koje plutaju pri dnu i samo povremeno tonu na dno - nektobentos (škampi, mizidi, neki morski krastavci, pridnene ribe itd.). Po veličini, organizmi bentosa se dijele na makrobentos - od 5-10 mm i veći (ogromna većina pridnenih životinja), meiobentos - od 0,5 do 5-10 mm (populacija samog gornjeg sloja tla) i mikrobentos - manje od 0,5 mm (bakterije itd. jednoćelijskih organizama). Osnovu plitkovodnog fitobentosa u morima čine makrofiti (alge i morske trave); Agregacije bentoskih dijatomeja također mogu igrati značajnu ulogu. Osim životinja, jedine životinje koje žive u dubinama su bakterije i niže gljive. Biomasa bentosa u morima opada sa dubinom: u litoralnoj i gornjoj sublitoralnoj zoni - do 5-10 kg/m2 i više, dublje u sublitoralnoj zoni - stotine i desetine g/m2, u batijalnoj zoni - grama , u zoni ponora - obično ne više od 1 g/m2, iu lošem životu centralne regije okeani - 0,01 g/m2 ili manje. Udio plitkih voda koje se nalaze u blizini kontinenata (do 200 m), koje zauzimaju manje od 8% površine okeanskog dna, čini oko 60% biomase cjelokupnog okeanskog bentosa, a udio ambisalnih voda (dublje od 3000 m), koji zauzima 3/4 površine dna, čini samo manje od 10 %. Ukupna biomasa bentosa u okeanu procjenjuje se na 10-12 milijardi tona u nekim područjima istočnog dijela pacifik na dubini od 2,5-3 km otkrivene su takozvane oaze života (1979. godine) u blizini ispusta vrućeg podzemne vode(hidroterma). U ovim područjima biomasa bentosa dostiže nekoliko kg/m2; njihova fauna uključuje mnoge do sada nepoznate vrste životinja: divovske školjke i predstavnike pogonophora. U slatkovodnim tijelima bentos je kvalitativno i kvantitativno siromašniji nego u morskim vodama. Životinje uključuje protozoe, spužve, okrugle gliste, oligohete, pijavice, mekušce, rakove i larve mnogih vodenih insekata. Fitobentos je zastupljen uglavnom algama (posebno plavo-zelenim i characeae) i raznim cvjetnicama (lokavica, lokvanj, rogoza, trska i mnoge druge). Bentos služi kao hrana za mnoge ribe, a u morima i za neke peronošce. Mnoge vrste plitke vode morski bentos- objekt ribolova i akvakulture.

Bentos (od grčkog benthos - dubina) - skup životinja i biljaka koji žive na dnu ili su povezani s dnom; Mnogi od ovih organizama prolaze kroz planktonsku fazu razvoja, što olakšava njihovo širenje. Na osnovu preovlađujućih veličina organizama koji čine bentos, dijeli se na mikrobentos (bakterije, protozoe, donje dijatomeje itd.), Meiobentos (mali crvi, rakovi i drugi organizmi čija je dužina tijela obično ne veća od 2 mm) i makrobentos (organizmi dna veći od 2 mm). Postoje fitobentos - alge i morske trave koje naseljavaju samo osvijetljene dijelove šelfa i zoobentos - životinje dna koje naseljavaju dno oceana do ultra-abisalnih dubina. Organizmi zoobentosa mogu živjeti na biljnim stenama, na površini tla (epifauna), ukopavati se u relativno meko tlo (infauna) ili kopati u krhke stijene (endolitofauna); razlikuju se po stepenu pokretljivosti (od vezanih oblika do aktivnog puzanja). Vrste povezane s tlom, ali sposobne za aktivno plivanje, klasificirane su kao nektobentos (raža, iverak, itd.). Među bentos životinjama, neke se hrane direktno biljkama (fitofagi), druge konzumiraju organska materija, suspendirani u donjem sloju vode (sestonofagi) ili sadržani u tlu (detritivori), predatori se hrane životinjama; osim toga, tu su i žderači strvina (nekrofagi) i svaštojedi. Bentos organizmi igraju važnu ulogu u prirodni ekosistemi, formirajući složene (trofičke) lance hrane i obezbeđujući hranu za ribe, sisare i ptice. Mnogi predstavnici Bentosa ljudi su dugo koristili kao hranu i služe kao predmeti ribolova i uzgoja.

Fitoplankton je osnova ishrane zooplanktona i bentosa. Istovremeno, razvoj vodenih organizama ovisi o sastavu vrsta i obilju potopljenih biljaka i biljaka s plutajućim listovima. Što je sastav i struktura akvatične vegetacije raznovrsniji, to je zooplankton u njoj raznovrsniji i bogatiji (Baklanovskaya, 1956).

Uočen je inverzni odnos između vegetacije i biomase zoobentosa. Visoka produktivnost bentosa u slatkovodnim tijelima uočena je na slabo obraslim zemljištima, sa malom količinom biljnih ostataka i slabom akumulacijom (Vonokov, 1956; Kosovo, 1958). Pogoršanje režima kisika u akumulaciji, smanjenje dotoka hranjivih tvari i prevladavanje procesa akumulacije organskih tvari u ravnoteži dovode do dominacije monospecifičnih ili osiromašenih biljnih grupa i, posljedično, do smanjenja produktivnosti fitoplanktona. , zooplankton i zoobentos.

Prema zapažanjima M.V. Pavlove, prosječna godišnja biomasa bentosa u najproduktivnijim područjima jezera Issyk-Kul - zaljevima je 104,2 kg/ha. Poređenja radi: prosječna biomasa bentosa u obalnoj zoni Bajkalskog jezera je 220 kg/ha. U pogledu produktivnosti bentosa, Issyk-Kul je klasifikovan kao rezervoar srednjeg kapaciteta hranjenja.

1. 2. Suština biološke izvodljivosti.

U međusobnoj povezanosti svih pojava Univerzuma leže izvori svrsishodnosti koja vlada u živoj prirodi. Odnosno, porijeklo fenomena života treba tražiti u strukturi i karakteristikama razvoja Univerzuma.

Fenomen ekspeditivnosti (teleologičnosti) u početku je svojstven prirodi. Zasniva se na principu optimalnosti, a razlog tome je jedinstvo Univerzuma i komplementarnost svih procesa koji se u njemu odvijaju. Razdražljivost, instinkt, psiha, razum - sve su to samo neke od nama najpoznatijih manifestacija fenomena svrsishodnosti. Može se pokazati da su svi oni specifični mehanizmi koje je priroda pronašla za implementaciju principa optimalnosti. Dakle, osoba koristi svoj um da procijeni posljedice svojih koraka kako bi pronašla najoptimalnije ponašanje. Psiha životinja također služi ovoj svrsi, ali "stepen prodora u budućnost" psihe je mnogo manji od uma. Ono što mi razumijemo kao specifične zakone prirode obavlja slične funkcije, ali s još beznačajnijim „stepenom prodora u budućnost“. Dakle, iz kvantne teorije je poznato da čak iu procesu interakcije dvoje elementarne čestice postoji paradoksalna faza kada čestice nekako primaju informaciju (predviđanje) o bliskoj budućnosti. Princip optimalnosti može se zasnivati ​​na dva komplementarna postulata:

1) svaki sistem teži da zauzme stanje u kojem bilo kakva promena unutar sistema praktično nema efekta (utiče na najmanji mogući način) na stanje sistema u celini;

2) od svih mogućih stanja, u svakom trenutku se ostvaruje ono stanje s kojim je povezan najmanji broj promjena.

Prvi postulat leži u osnovi dinamike Univerzuma, uzrokujući da on evoluira iz neravnotežnih stanja u sve više ravnotežna stanja. Drugi postulat zabranjuje nagle prelaze u ravnotežna stanja, primoravajući čovjeka da uvijek gradi jasne uzročno-posljedične lance događaja. Vidi se da drugi postulat nastaje kao rezultat djelovanja principa Le Chatelier-Brown (priroda pokušava da uspori bilo kakve promjene) kada sistem pokušava da pređe u ravnotežno stanje, odnosno komplementaran je sa prvi postulat.

Postavlja se razumno pitanje: ako u bilo kom trenutku priroda provodi samo optimalna stanja i procese, zašto u svijetu postoji toliko apsurda i grešaka koje su daleko od koncepta optimalnosti? Ili je možda osoba koja je dovela planetu do ekološke katastrofe izuzetak za koju zakon optimalnosti nije napisan? Ali nisu samo ljudi ti koji čine apsurdne radnje. Postoji li optimalno ponašanje? moljac leteći prema vatri, ili roj skakavaca koji uništava svu vegetaciju u okolini i onda umire od gladi, ili muva koja udari u staklo? Ispostavilo se da postoji. Na primjer, čaša koja udara muhu koristi jedan od najefikasnijih algoritama za pronalaženje optimalnog rješenja: metod slučajnog pretraživanja. Muva nema analitički aparat koji ima osoba. Razumijemo da moramo malo skrenuti u stranu i izletjeti kroz otvoreni prozor. Muva ne zna da li postoji izlaz iz situacije u kojoj se nalazi. Ali nasumična pretraga garantuje da će se rešenje naći pre ili kasnije, ako je to u principu moguće. Štaviše, nasumična pretraga nam ponekad omogućava da pronađemo izlaz čak i iz naizgled bezizlaznih situacija (na taj način muva može pronaći svoje rješenje za problem, a ne ono koje smo za nju pripremili, npr. pronaći i odletjeti u jaz za koji nismo ni slutili). Štaviše, ako je sama funkcija (situacija) slučajne prirode (ili je njena priroda nepoznata), onda ova metoda daje najkraće prosječno vrijeme za traženje svog ekstrema.

Priroda vrlo često koristi takve algoritme optimizacije. Tako je, na primjer, taktika potrage za mjestima mita (nektar i polen) koju provodi pčelinje društvo u tom smislu vrlo indikativna. Ako jedna od pčela zatekne bogatu cvjetnu čistinu, tada po povratku u košnicu izvodi svoj čuveni "ples na saću", koji drugim pčelama "poručuje" kuda da lete, koliko će energije to zahtijevati, kakvo cvijeće raste na čistini, itd. P. Nakon toga mnoge pčele odlete na svoje odredište. Istovremeno, oni pokazuju dobro razumijevanje informacija koje im se prenose. Ali iz nekog razloga, nisu sve pčele koje su gledale ples dovoljno točne.

Neki od njih zalutaju ili čak u početku lete u pogrešnom smjeru, ponekad u potpuno suprotnom smjeru. Ovo smanjuje količinu mita unesenog u košnicu. Ali ispostavilo se da su takve greške inicijalno programirane i da su od velike koristi. U principu, priroda bi pčele mogla nagraditi apsolutnom robotskom nepogrešivom u međusobnom razumijevanju. Ali dala je pčelama „pravo na greške“. Čak je i procenat pčela koje su zalutale određen prilično strogo (oko 5%). Upravo „pogrešni“ letovi obično donose u košnicu informacije o drugim bogatim izvorima mita, na koje ove pčele ponekad slučajno naiđu.

Bez određene količine greške, apsurda i slučajnosti, priroda ne bi mogla da razvije i zakomplikuje svoje forme. Zbog toga je, vjerovatno, A.S. Puškin slučaj nazvao "pronalazač". Tu se ostvaruje sama sloboda izbora, bez koje je harmonija u sistemu nezamisliva. Sistemi čija je struktura lišena nesigurnosti, slučajnosti i greške su neodrživi, ​​jer su daleko od harmonije – najobjektivnijeg optimalnog stanja. Oni nisu u stanju da se razvijaju i stoga su beskorisni za Univerzum. Stoga se vrlo brzo uništavaju (akumuliraju grešku). Mehanizmi za to su različiti. Harmoničan odnos između stroge predodređenosti i slobode izbora u strukturi sistema određen je „zlatnom proporcijom“.

1. 3.Biološka izolacija i njena uloga u transformaciji populacija.

Izolacija (od francuskog izolacija - razdvajanje, razdvajanje) (biološka), ograničenje ili kršenje slobodnog ukrštanja jedinki i miješanja različite forme organizmi; jedan od osnovnih faktora evolucije. Charles Darwin je na primjeru otočke faune i flore pokazao ulogu hrane u nastanku, širenju i produbljivanju razlika između sličnih oblika živih organizama. Ako je neki, često periferni, dio izvorne populacije izoliran nekim geografskim barijerama, onda se s vremenom ovaj dio populacije može pretvoriti u samostalnu vrstu. Ova geografska metoda specijacije, prema mnogim biolozima, je jedini ili, u svakom slučaju, glavni način specijacije.

U makroevolucionom smislu, I. je određen neukrštanjem različite vrste, odnosno pretežno je prirode reproduktivnog I. U mikroevolucionom smislu, odnosno na intraspecifičnom nivou, postoje 2 glavne grupe I.: teritorijalno-mehanička, koja uključuje sve slučajeve barijera koje nastaju između različitih delova stanovništvo ili različite populacije (na primjer, vodene barijere za kopno i zemljište za vodene organizme, planine za doline i doline za planinske vrste itd.), i biološki, koji je podijeljen u 3 podgrupe:

a) ekološki I. - jedinke dva ili više biotipova se rijetko ili uopće ne nalaze u reproduktivnom periodu:

b) morfo-fiziološka I. - kopulacija je otežana ili nemoguća iz morfoloških ili etoloških (bihejvioralnih) razloga;

c) sam genetski I., uzrokovan inferiornošću (smanjena održivost, plodnost ili potpuna sterilnost) hibrida dobijenih kao rezultat odgovarajućih ukrštanja.

Sve vrste I. mogu imati uticaj na populacije različit pritisak, budući da se bilo koji oblik I. može kvantitativno izraziti u različitom stepenu. Teritorijalno-mehanički I. (na velike površine- geografska) dovodi do alopatrične morfogeneze i uz dovoljno dugo djelovanje obično uzrokuje pojavu nekog oblika biološkog I. Slučajevi primarne pojave biološke I. mogu dovesti do simpatrične morfogeneze.

Biološku izolaciju obezbeđuju dve grupe mehanizama: oni koji eliminišu ukrštanje (prekopulatorni) i izolacija tokom ukrštanja (postkopulatorni).

Parenje blisko povezanih oblika otežano je razlikama tokom seksualne aktivnosti i sazrevanja reproduktivnih proizvoda. U prirodi je uobičajena biotopska izolacija u kojoj se potencijalni partneri za parenje ne susreću, jer češće žive u različitim mjestima. Tako se neke zebe (Fringillacoelebs) gnijezde u moskovskoj regiji u šumama tipa tajge, a druge - u niskim i rijetkim sastojinama sa veliki broj kliring Potencijal za unakrsno parenje jedinki ovih grupa je donekle ograničen. Zanimljiv primjer biotopske izolacije su simpatrični intraspecifični oblici kod obične kukavice (Cuculuscanorus). Evropa je dom nekoliko "bioloških rasa" kukavica, koje se razlikuju po genetski određenoj boji jaja. IN Istočna Evropa Jedni polažu plava jaja u gnijezda crvendaće i kamenokleta, drugi polažu svijetla pjegava jaja u gnijezda malih ptica vrbarica koje imaju jaja slične boje. Izolacija između ovih oblika kukavica održava se uništavanjem nedovoljno kamufliranih jaja od strane vrsta domaćina. Kod mnogih vrsta, preferencija biotopa je efikasan mehanizam izolacije.

Od velikog značaja u nastanku i održavanju biološke izolacije u blisko srodnim oblicima je etološka izolacija – komplikacije parenja uzrokovane karakteristikama ponašanja. Na prvi pogled, neznatne razlike u ritualu udvaranja i razmeni vizuelnih, zvučnih i hemijskih stimulusa sprečiće nastavak udvaranja.

Važan izolacioni mehanizam koji otežava ukrštanje blisko povezanih vrsta je pojava morfofizioloških razlika u reproduktivnim organima (morfofiziološka izolacija).

Druga velika grupa izolacionih mehanizama u prirodi povezana je sa pojavom izolacije nakon oplodnje (intrinzična genetska izolacija), uključujući odumiranje zigota nakon oplodnje, razvoj potpuno ili djelimično sterilnih hibrida, kao i smanjenu vitalnost hibrida.

1. 4. Imaginacija geno- i fenotipa.

Genotip, ukupnost svih gena lokaliziranih u hromozomima datog organizma. U širem smislu, genetika je ukupnost svih nasljednih faktora organizma - i nuklearnih (genom) i nenuklearnih, ekstrahromozomskih (tj. citoplazmatskih i plastidnih nasljednih faktora). Termin je predložio danski biolog V. Johansen (1909). G. je nosilac nasljednih informacija koje se prenose s generacije na generaciju. To je sistem koji kontroliše razvoj, strukturu i vitalnu aktivnost organizma, odnosno ukupnost svih karakteristika organizma – njegov fenotip. G. - jedan sistem gena u interakciji, tako da ekspresija svakog gena zavisi od genotipske sredine u kojoj se nalazi. Na primjer, crvena boja cvijeća kod nekih sorti slatkog graška javlja se samo uz istovremeno prisustvo dominantnih alela dva različita gena u G., dok svaki od ovih alela posebno uzrokuje bijelu boju cvjetova. G.-ova interakcija sa kompleksom unutrašnjih i spoljašnje okruženje organizam određuje fenotipsku manifestaciju osobina. Primjer utjecaja okoline na fenotipsku manifestaciju G. je boja krzna zečeva, tzv. Himalajska linija: sa istim G., ovi zečevi, kada se uzgajaju na hladnoći, imaju crno krzno, sa umjerena temperatura- “himalajska” boja (bijela sa crnom njuškom, ušima, šapama i repom), sa povišena temperatura- bijelo krzno. Potomci ovih tri grupeŽivotinje ne nasljeđuju jednu nepromjenjivu boju krzna, već sposobnost da proizvedu određenu boju, različitu u različitim uvjetima okoline. Stoga je, općenito gledano, ispravnije reći da G. određuje nasljeđivanje ne specifičnih karakteristika, već norme reakcije tijela, a sve mogući uslovi okruženje. On različite faze tokom razvoja pojedinca ponekad su jedan ili drugi geni u aktivnom stanju; stoga, u ontogenezi G. funkcioniše kao varijabilni mobilni sistem.

Izraz "G." ponekad se koristi u užem smislu za označavanje samo grupe gena ili čak pojedinačnih gena, čije je nasljeđe predmet promatranja.

Na primjer, kod rascijepljenog potomstva iz monohibridnog križanja AA (aa), uobičajeno je govoriti o genotipovima AA, Aa i aa, apstrahirajući od moguće razlike između odgovarajućih pojedinaca (ili grupa pojedinaca) prema drugim genima.

Fenotip, strukturne karakteristike i vitalne funkcije organizma, određene interakcijom njegovog genotipa sa uslovima sredine. U širem smislu, termin "F.", koji je predložio D. biolog V. Johansen 1909. godine, označava čitav skup manifestacija genotipa (opšti izgled organizma), au užem smislu - pojedinačni znakovi(fens) koje kontrolišu određeni geni. Koncept fiziologije se proteže na bilo koje karakteristike organizma, počevši od primarnih proizvoda djelovanja gena - molekula RNK i polipeptida, pa do karakteristika vanjske strukture, fizioloških procesa, ponašanja itd.

Na nivou primarnih proizvoda delovanja gena, veza između genotipa organizma i njegove fizike je sasvim nedvosmislena: svaka sekvenca nukleotida u molekulu deoksiribonukleinske kiseline (DNK) odgovara jednom dobro definisanom nizu nukleotida u ribonukleinskoj kiselini. molekula kiseline (RNA) i, shodno tome, jedna specifična sekvenca aminokiselina u polipeptidnim (proteinskim) lancima. Međutim, čak i na ovom nivou, slijed nukleotida u DNK, odnosno njena primarna struktura, nedvosmisleno određuje samo strukturu RNK i proteina sintetiziranih na njenoj osnovi, ali ne i vrijeme njihove sinteze ili količinu tih produkata, kao što tipografska matrica određuje sadržaj teksta, ali ne i vrijeme njegovog štampanja ili cirkulacije. Vrijeme aktivacije pojedinih gena i intenzitet njihovog „čitanja“ zavise kako od prethodnog rada drugih gena, tako i od kompleksa unutarćelijskih i okolišnih faktora.

Na višim nivoima biološke organizacije, odnosno na nivou ćelija, tkiva, organa, sistema organa i organizma u celini, odnos između genotipa i F. je još složeniji. U tim slučajevima, svaka osobina je rezultat interakcije proizvoda mnogih gena, što zauzvrat ovisi o specifičnim uvjetima okoline. To se posebno jasno vidi na primjeru kvantitativnih karakteristika. Proučavajući težinu zrna u nekoliko samooprašujućih, odnosno genetski homogenih, linija biljaka graha, Johansen je otkrio da kod biljaka istog genotipa zrna variraju po težini, odnosno imaju različitu F. Štaviše, granice varijabilnosti u težina zrna različitih linija se često preklapa (jedan te isti F. može odgovarati različitim genotipovima). Istovremeno, između različitih linija uzgajanih u istim uslovima, postoje stabilne nasledne razlike u prosečnoj masi zrna. kako god Prosječna masa zrna u svakoj liniji mogu varirati u zavisnosti od uslova okoline, kao što je ishrana biljaka. Dakle, relativna uloga naslijeđa i okruženja u razvoju osobina može biti vrlo različita. Proučavanje kvantitativnih karakteristika koje su važne praktični značaj V poljoprivreda i medicine, provode se posebnim biometrijskim metodama za analizu heritabilnosti osobina.

1. 5. Zagađenje tla.

Zagađenje tla uzrokuje najviše razne supstance- mikroelementi metala, mikrodoze organskih zagađivača, proizvodi za odlaganje i dezinfekciju otpadnih voda, sredstva za zaštitu bilja, ugljovodonici i radioaktivne materije. Zagađenje tla ima štetan učinak na biljke, što dovodi do nakupljanja toksičnih elemenata u njima; ova bioakumulacija je opasna i za ljude. Osim toga, hemikalije koje dospiju u zemlju mogu uzrokovati koroziju podzemnih vodovoda. Najzagađenija su zemljišta u rudarskim područjima, na mjestima intenzivne poljoprivrede, kao i zemljišta livada i oranica uz puteve, zemljišta na koja se ispuštaju otpadne vode iz agroindustrijskih preduzeća ili mulj koji nastaje nakon tretmana gradskih otpadnih voda. Većina kontaminiranog zemljišta nalazi se u velikim industrijskim regijama. Tehnogeno zagađenje tla zahtijevalo je razvoj posebnih metoda za njegovu regeneraciju i zaštitu.

Hemijska kontaminacija tla - promjena hemijski sastav zemljište, koje je nastalo pod direktnim ili indirektnim uticajem faktora korišćenja zemljišta (industrijskih, poljoprivrednih, komunalnih), uzrokujući pad njegovog kvaliteta i moguća opasnost za javno zdravlje.

Biološka kontaminacija tla - komponenta organsko zagađenje uzrokovano širenjem (širenje) uzročnika zaraznih i invazivnih bolesti, kao i štetnih insekata i grinja, nosilaca uzročnika bolesti ljudi, životinja i biljaka.

1. 6. Kisele kiše, njeno nastanak, posledice uticaja na prirodne objekte.

Termin "kisela kiša" prvi je skovao ove godine engleski istraživač Angus Smith. Viktorijanski smog u Mančesteru privukao mu je pažnju. I iako su naučnici tog vremena odbacili teoriju postojanja kisela kiša, danas niko ne sumnja da su kisele kiše jedan od uzroka smrti života u vodenim tijelima, šumama, usjevima i vegetaciji. Osim toga, kisele kiše uništavaju zgrade i kulturne spomenike, cjevovode, automobile čine neupotrebljivim, smanjuju plodnost tla i mogu dovesti do curenja toksičnih metala u vodonosnike.

Voda obične kiše je takođe blago kisela otopina. Ovo se dešava zbog činjenice da prirodne supstance atmosfere kao što je ugljični dioksid (CO2) reagiraju s kišnicom. U tom slučaju nastaje slaba ugljična kiselina (CO2 + H2O -> H2CO3).

. Dok je idealni pH kišnice 5,6-5,7, u stvarnom životu kiselost (pH) kišnice u jednom području može se razlikovati od kiselosti kišnice u drugom području. To, prije svega, ovisi o sastavu plinova sadržanih u atmosferi određenog područja, kao što su oksidi sumpora i dušikovi oksidi.

pH vrijednost se mjeri na skali od 0 do 14. Voda i vodeni rastvori sadrže i jone vodonika (H+) i hidroksidne jone (OH). Kada je koncentracija vodikovih iona (H+) u vodi ili otopini jednaka koncentraciji hidroksidnih iona (OH-) u istoj otopini, tada je takva otopina neutralna. pH vrijednost neutralnog rastvora je 7 (na skali od 0 do 14). Kada se kiseline otapaju u vodi, povećava se koncentracija slobodnih iona vodika (H+). Takođe povećavaju kiselost vode. Istovremeno, s povećanjem koncentracije vodikovih jona (H+), koncentracija hidroksidnih jona (OH-) opada. Oni rastvori čija se pH vrednost na datoj skali kreće od 0 do<7, называются кислыми. Когда в воду попадают щелочи, то в воде повышается концентрация гидроксид-ионов (ОН-). При этом в растворе понижается концентрация ионов водорода (Н+). Растворы, значение рН которых находится в пределах от >7 do 14 se nazivaju alkalnim.

Treba napomenuti još jednu karakteristiku pH skale. Svaki sljedeći korak na pH skali ukazuje na deseterostruko smanjenje koncentracije vodikovih iona (H+) (i, shodno tome, kiselosti) u otopini i povećanje koncentracije hidroksidnih iona (OH-). Na primjer, kiselost tvari čija je pH vrijednost deset puta veća od kiselosti tvari pH vrijednosti 5, stotinu puta veća od kiselosti tvari pH vrijednosti 6 i sto hiljada puta veća od kiselosti supstance sa pH vrednošću 9.

Kisele kiše nastaju reakcijom između vode i zagađivača kao što su sumporov oksid (SO2) i različiti oksidi dušika (NOx). Ove supstance se ispuštaju u atmosferu automobilom, kao rezultat aktivnosti metalurških preduzeća i elektrana.

Jedinjenja sumpora (- H2S (u malim količinama, sa nedovoljnim sagorevanjem ili nepotpunim sagorevanjem, na niskim temperaturama). Razna jedinjenja azota nalaze se u ugljevu, a posebno u tresetu (budući da je azot, kao i sumpor, deo biološke strukture, od kojih su nastali ovi minerali). Kada se takvi fosili spale, nastaju dušikovi oksidi ( kiseli oksidi, anhidridi) - na primjer, dušikov oksid (IV) NO2 Reagujući sa atmosferskom vodom, pretvaraju se u rastvore kiselina - sumporne, sumporne, azotne i azotne. Zatim, zajedno sa snijegom ili kišom, padaju na zemlju.

Posledice kiselih kiša primećuju se u SAD, Nemačkoj, Češkoj, Slovačkoj, Holandiji, Švajcarskoj, Australiji i republikama. bivša Jugoslavija i u mnogim drugim zemljama širom svijeta.

Kisele kiše negativno utiču na vodene površine - jezera, rijeke, uvale, bare - povećavajući njihovu kiselost do tog nivoa da flora i fauna u njima umiru. Vodene biljke najbolje rastu u vodi sa pH vrijednostima između 7 i 9,2. S povećanjem kiselosti (pH vrijednosti se pomiču lijevo od referentne točke 7), vodene biljke počinju umirati, uskraćujući drugim životinjama rezervoar hrane. Pri pH6 kiselosti slatkovodni škampi umiru. Kada kiselost poraste na pH 5,5, bakterije na dnu koje razgrađuju organsku tvar i lišće umiru, a organski ostaci počinju da se akumuliraju na dnu. Tada plankton, sićušna životinja koja čini osnovu, umire lanac ishrane rezervoar i hrani se supstancama koje nastaju tokom razgradnje organskih materija od strane bakterija. Kada kiselost dostigne pH 4,5, sve ribe, većina žaba i insekata umiru.

Kako se organska tvar akumulira na dnu vodenih tijela, otrovni metali počinju da se izlučuju. Povećana kiselost vode podstiče veću rastvorljivost opasnih metala kao što su aluminijum, kadmijum i olovo iz sedimenata i tla.

Ovi otrovni metali predstavljaju opasnost za ljudsko zdravlje. ljudi, pije vodu sa visokim nivoom olova ili koji jedu ribu sa visokim nivoom žive mogu se ozbiljno razboleti.

Kisele kiše štete više od vodenog života. Takođe uništava vegetaciju na kopnu. Naučnici vjeruju da iako mehanizam još nije u potpunosti shvaćen do danas, „složena mješavina zagađivača, uključujući kisele precipitacije, ozon i teški metali zajedno dovode do degradacije šuma.

Ekonomski gubici od kiselih kiša u Sjedinjenim Državama, prema jednoj studiji, procjenjuju se na istočna obala 13 miliona dolara i do kraja veka gubici će dostići 1.750 milijardi dolara od gubitka šuma; 8.300 milijardi dolara gubitaka usjeva (samo u slivu rijeke Ohio) i 40 miliona dolara medicinskih troškova samo u Minesoti. Jedini način da se situacija promijeni na bolje, prema mišljenju mnogih stručnjaka, je smanjenje količine štetnih emisija u atmosferu.

1. 7.Tehnologije za reciklažu industrijskog otpada.

Potreba za nabavkom ekološka sigurnost i povećanje ekonomske efikasnosti odlaganja otpada primoralo je naučnike i stručnjake da razviju domaću tehnologiju za visokotemperaturno (1500-1600°C) odlaganje čvrstog otpada uz proizvodnju piroliznog gasa i proizvodnju električne energije. Ova tehnologija omogućava preradu otpada bilo koje toplotne vrijednosti i vlažnosti istovremeno sa čvrstim otpadom, moguće je prerađivati ​​i neke vrste industrijskog otpada. Visokotemperaturna piroliza gasova sa potpunom razgradnjom organskih komponenti i njihovim prečišćavanjem omogućava njihovo dalje sagorevanje u industrijskim kotlovima. Dobivena električna energija za vlastite potrebe i prodaju potrošačima je 2 puta jeftinija od one dobivene tradicionalnim metodama.

Ekološki prihvatljiva tehnologija za reciklažu tečnog otpada iz rudarskih preduzeća. Tehnologija čišćenja Otpadne vode baziran na hemisorpcionoj ekstrakciji teških i rijetki metali polimerni filter materijali VION i uključuje sljedeće faze:

1) prethodna filtracija i taloženje radi uklanjanja mehaničkih nečistoća iz vodenih rastvora;

2) sorpciono prečišćavanje od Te (II), Te (III), Co (II) i Cu (II) jona sa KN-1 kationskim izmenjivačem i od W (VI) i Mo (VI) jona sa AS-1 anjonom u dinamici režim na pH sredom 6-8;

3) odvojena kiselo-bazna regeneracija filtera katjona i anjona sa koncentracijom desorbovanih jona u eluatima;

4) korišćenje soda reagenasa kao industrijskih proizvoda u glavnoj šemi tehnološkog procesa;

5) korišćenje prečišćene vode u zatvorenom sistemu cirkulacije vode.

Mobilne instalacije za preradu tečnog radioaktivnog otpada. Namjena mobilnih jedinica: prerada tečnog radioaktivnog otpada nizak nivo aktivnosti u cilju prečišćavanja vode prema standardima radijacijske sigurnosti, koncentriranje toksičnih nečistoća u malom volumenu kako bi se smanjila ukupna količina radioaktivnog otpada.

Instalacije Državnog jedinstvenog preduzeća MosNPO „Radon“ koriste procese filtracije, sorpcije, ultrafiltracije, reverzne osmoze, elektrodijalize, koagulacije i elektroosmoze.

Bentos je uobičajeno ime za organizme koji žive na dnu. Ovo uključuje hiljade biljaka i životinja u širokom rasponu veličina i oblika. Svi oni pripadaju različitim grupama i imaju različite stilove života i prehrane. Osim njihovog staništa, malo toga ih spaja. Klasifikacije bentosa, fotografije njegovih predstavnika i njihovi opisi mogu se naći u nastavku.

Život u vodi

Stanovnici morskih i slatkovodnih tijela obično se dijele na tri velike grupe: plankton, nekton i bentos. Uključuju i biljne i životinjske vrste. Glavna karakteristika za njihovu klasifikaciju je u kojim slojevima vode žive i kakav život vode.

Bentos je zajednica organizama koji žive na dnu ili u njegovim gornjim slojevima. Među njima ima mikroskopskih bakterija, sitnih rakova i crva i gigantske školjke, ogromne spužve i pridnene ribe. Životinje koje mu pripadaju zovu se zoobentos, a biljke, shodno tome, fitobentos.

Nekton je grupa aktivno plivajućih organizama koji se kreću samostalno, mogu se oduprijeti strujama i često se kreću kroz cijeli vodeni stup. To uključuje ne samo kitove, ribe, pokretne mekušce, već i životinje koje vode poluvodena slikaživota, kao što su pingvini, kornjače, morske zmije, tuljane i morževe.

Plankton uključuje razne organizme, čija je glavna razlika njihova neaktivnost. To su uglavnom sivozelene alge, mali rakovi, plutajuća riblja jaja, životinjske larve, cilijati, radiolarije i pteropodi. Veličina nekih predstavnika može doseći nekoliko metara, ali većina ih je još uvijek mala. Plankton se razlikuje od nektona i bentosa po nesposobnosti da savlada snagu struja. On jednostavno pluta u vodi, podlegavši ​​njenom uzbuđenju.

Karakteristike bentosa

Bentos uključuje ogroman broj živih bića, od kojih većina nastanjuje umjerene i suptropske geografske zone. Uglavnom žive u plitkim vodama - u malim rijekama, jezerima ili blizu obale. Na primjer, u području kontinentalnih polica i koraljnih grebena nalazi se više od 200 tisuća vrsta morskog bentosa.

Do hladnoće, mraka i pritiska velike dubine Ne mogu se svi prilagoditi, pa se s povećanjem dubine broj stanovnika dna značajno smanjuje. Najpusta mjesta su okeanski rovovi, jama i rasjeda, ali i tamo ima života, posebno u blizini termalnih izvora.

Morski i slatkovodni bentos je hrana za mnoge životinje. Samo ribe pojedu oko 2 milijarde tona bentoske mase godišnje. Osim toga, njegovi predstavnici su važne komercijalne mete. Ulovljeni su za prodaju, a neki se uzgajaju na posebnim farmama. Posebno su popularni jastozi, rakovi, ostrige, dagnje, morski ježevi i zvijezde, grimizne alge, morske alge, ahnfeltsia i drugi.

Vrste i klasifikacije

Predstavnici bentosa su vrlo heterogeni i mogu se razlikovati jedni od drugih u gotovo svim aspektima. Neki vode sjedilački ili privrženi način života, dok su drugi nomadski, pokrivajući velike udaljenosti. Neki od njih se zakopavaju u zemlju ili buše rupe u podvodnim stijenama, a neki jednostavno leže na dnu.

Donji slojevi rezervoara su bogati svim vrstama sedimenata organskih i neorganskih materija - ostacima tkiva, skeleta, stranih izlučevina i sedimentnih stijena. Ove „delicije“ se često uključuju u ishranu lokalnog stanovništva, iako među njima ima i vrsta koje preživljavaju od lova. Prema načinu ishrane, bentoški organizmi su:

• predatorski;
• filteri;
• mljeveni jedači;
• strugači;
• jedači suspendovanih materija.

Vrste koje žive na površini dna nazivaju se epibentos, a one koje se ukopavaju dublje nazivaju se endobentos. Svi su podijeljeni po veličini:

• Na makrobentosu - mogu se razlikovati golim okom i dosežu više od 1 mm dužine.
• Meiobentos su organizmi koje je teško razlikovati golim okom, čija veličina doseže od 0,1 mm do 1 mm.
• Mikrobentos - životinje i biljke veličine manje od 0,1 mm, na primjer bakterije, protozoe, nematode.

U prilogu

Za razliku od nektona, bentos se ne kreće uvijek slobodno u vodi. Neki od njegovih predstavnika vezani su za neki supstrat i ostaju nepomični tokom cijelog ili dijela svog života.

Značajan dio sesilnog bentosa čine biljke. Pričvršćuju se na kamenje i tlo koristeći razvijene rizome ili posebne organe - rizoide. Sesilne životinje uključuju korale, spužve, mahunarke, školjke, morski ljiljani, malo crva i rakova. Drže ih na mjestu odsisavačima, udicama, stabljikama, viticama ili organima sličnim rizomima. Neki se talože unutar vapnenačkih školjki koje su pričvršćene za podlogu.

Sjedilački način života ima niz nedostataka: sesilni organizmi ne mogu pobjeći od neprijatelja, ići u potragu za hranom i aktivno loviti ili promijeniti svoje stanište u povoljnije. S tim u vezi nabavili su mnoge korisne uređaje. Hrane se filtriranjem vode uz koju pliva plankton. Neke vrste su stekle pipke i otrovne dijelove tijela, koji im omogućavaju da hvataju neoprezne životinje i štite se od neprijatelja.

Razmnožavajući se pupanjem, šire svoje kolonije i šire se po okolnim područjima. Mnogi od njih žive u kolonijama i mogu formirati velike agregacije. Na primjer, koralji se ponekad protežu stotinama kilometara, a naslage krečnjaka u kojima žive čine čitava ostrva. Barnake i druge vrste imaju pokretnu fazu razvoja. U mladosti se mogu aktivno kretati, putujući po cijeloj vodi.

Opušteno laganje

Ležeći bentos su organizmi koji nisu ni na koji način vezani za podlogu, već se slobodno nalaze na površini dna. Njegovi predstavnici u pravilu imaju široko, ravno tijelo i maskirnu boju koja odgovara boji mulja i podvodnih stijena, što ih čini nevidljivima za znatiželjne oči.

Za zaštitu i lov, mogu imati razne izrasline na koži i ljusci, te ispuštati razne repelentne i otrovne izlučevine. Mnogi od njih nemaju razvijene čulne organe i udove. Na primjer, kod kapica, oči su u stanju prepoznati samo promjene u osvjetljenju, a životinje se kreću pomoću mlaznog potiska, koji nastaje oštrim zatvaranjem zalistaka školjke.

Burrowing

Ukopani bentos se naziva i inifauna. Njegovi predstavnici žive u sloju tla ili donjeg sedimenta, u koji su potpuno uronjeni. Među bentosom koji se ukopa, nema biljaka. Uključuje razne puževe i školjke, brahiopore, okrugle i anelide, morske krastavce, morske ježine, larve insekata i druge beskičmenjake.

Neke se životinje samo malo zarivaju u zemlju, dok druge u njoj kopaju brojne prolaze i tunele, koji mogu znatno premašiti njihovu veličinu. Nepravilni morski ježevi radije se kopaju u mekom tlu i pijesku. Ponekad za sklonište ne biraju donje stijene, već alge u čijim se šikarama skrivaju. Školjke se ukopavaju u kamenje, zemlju, pijesak i mulj uz pomoć mišićave noge. Često žive u zoni međuplime i oseke u blizini obala i, kada se voda povuče, mogu dugo ostati izvan vode.

Bušenje

Za razliku od bentosa koji kopa, dosadni organizmi ne žive u mekom tlu, već preferiraju tvrdim stenama. Naseljavaju stijene, krečnjak, škriljevce i granitne stijene, drvo, pa čak i školjke drugih životinja. Larve slatkovodnih insekata žive u glini ili rupama u biljkama, pričvršćujući se za svoje lišće i stabljike.

Kreću se zahvaljujući tvrdim zubima i izbočinama na tijelu. Amfipodi za to koriste snažne oralne dodatke, doslovno progrizajući svoj put, a neki mekušci luče sekret koji otapa vapno.

Dosadni organizmi se hrane planktonom, raznim česticama koje plutaju u vodi i sedimentnim slojem rezervoara. Brojne vrste koriste supstance u kojima se kreću. Jedući ih, zalaze sve dublje u stijenu, formirajući prave lavirinte.

Puzanje

Puzeći organizmi pripadaju pokretnom bentosu i klasifikovani su kao epifauna. Slobodno se kreću po dnu rezervoara u potrazi za hranom, ali ne mogu plivati ​​u vodenom stupcu. Morski ježinci hodaju uz pomoć bodlji ili pokretnih nogu. Polychaete crvi Kreću se zahvaljujući parapodijama - kožno-mišićnim izraslinama kojima se drže za podlogu i povlače tijelo naprijed. Morske zvijezde kreću se pokretnim nogama, koje su dodatno opremljene gumenim čašama i omogućavaju im da se prianjaju za razne površine.

Među puzavcima ima filter hranilica, jedača zemlje i detritusa, ali ima i mnogo grabežljivaca. Skoro sve morske zvijezde hranu dobijaju lovom. Oni koriste morski ježevi i crvi, sa snažnim mišićavim rukama mogu otvoriti školjke školjkaša. Mnoge puzače karakterizira bilateralna simetrija tijela, međusobno različite u trbušnom i leđnom dijelu.

Slobodno plutajući

Zajedno sa grupom puzajućih organizama, ova vrsta organizama se obično svrstava u pokretni bentos. Imaju dobro razvijene udove i mogu se slobodno kretati u vodenim tijelima. Osim beskičmenjaka ljuskara i crva, ovo uključuje razne ribe koje žive na dnu. Neki od njih provode cijeli život blizu dna, drugi s vremena na vrijeme mogu izroniti na površinu.

Tipični predstavnici Ove životinje su iverke. Imaju ravno tijelo, spljošteno na vrhu sa širokim stranama. Oči, za razliku od većine riba, nisu sa strane, već na leđima. Iverak živi u plitkoj vodi i rijetko se nalazi na dubinama većim od 50 metara. U potrazi za hranom plivaju u blizini morsko dno, a u slučaju opasnosti zakopavaju se u mulj ili pijesak.