Задание 1
Вставьте пропущенное слово/словосочетание (правильный ответ – 1 балл).
Максимальное кол-во баллов за задание – 23.
1. На вопрос о значимости обмена веществ для живой природы впервые попытался ответить в середине прошлого столетия известный физик Э. Шредингер. Он показал, что таким образом организмы компенсируют увеличение энтропии (т. е. перехода молекул тела в хаотическое состояние за счет теплового движения), поддерживая упорядоченность своей организации, и тем самым противостоят смерти (1 балл).
2. Описания жизни животных и растений получили название «естественной истории» организмов. В XVIII в. известный французский естествоиспытатель Ж. Бюффон (1707– 1788) выпустил 44 тома «Естественной истории», где он впервые утверждал, что влияние условий (пищи, климата, гнета одомашнивания и т. п.) может стать причиной изменения самих видов (3 балла).
3. Вся первая половина XIX в. характеризовалась нарастанием интереса к взаимодействию организмов с «условиями». Еще в 1809 г. в «Философии зоологии» французский естествоиспытатель Ж.-Б. Ламарк к провозгласил идею эволюции всего живого мира, его постоянного развития от простого к сложному. Одной из причин разнообразия форм на пути этого развития он считал «влияние условий», необходимость для всего живого приспосабливаться к условиям среды (3 балла).
4. Идеи «единства» организмов с условиями их жизни развивал и горячо защищал профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814–1858). Он пропагандировал необходимость особого направления в зоологии, посвященного всестороннему изучению жизни животных, их сложных отношений с окружающим миром, подчеркивая роль этих отношений в судьбе видов. Он впервые обратил внимание на сходство внешнего строения у разных видов, ведущих сходный образ жизни в той или иной среде («земляные», «водные», «воздушные» и др.), положив начало изучению жизненных форм в животном мире (3 балла).
5. В 1877 г. немецким гидробиологом К. Мёбиусом (1825–1908) была выдвинута концепция биоценоза. На основе изучения устричных банок Северного моря он обосновал представление о нем, как о глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды (2 балла).
6. Особое место в исследованиях занимает изучение растительного покрова. Изучая вслед за А. Гумбольдтом закономерности распределения растений по климатическим зонам, ботаники стали более подробно связывать набор видов и их облик с условиями местообитаний (2 балла).
7. С начала 40-х годов в экологии сложился принципиально новый подход к исследованию природы. Основы его были заложены еще ранее в трудах целого ряда ученых, среди которых следует особо отметить В.В. Докучаева. В конце XIX в. он обосновал представление о почве как о сложной природной системе, которая создана и поддерживается комплексом факторов (2 балла).
8. В 1935 г. английский ботаник А. Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1942 г. В. Н. Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего сообщества и окружающей неорганической среды – о круговороте веществ и превращениях энергии (3 балла).
9. Развитие экосистемного анализа привело к возрождению на новой экологической основе учения о биосфере, принадлежащего крупнейшему естествоиспытателю XX в. В.И. Вернадскому (1863–1945), - глобальной экосистеме, стабильность и функционирование которой основаны на экологических законах обеспечения баланса веществ и энергии (1 балл).
10. Для оценки масштабов влияния человеческой деятельности на биосферу в 70-х годах возникла международная программа ЮНЕСКО «Человек и биосфера». Ее результатом явились перечень и характеристика наиболее важных глобальных экологических проблем, представляющих угрозу не только для благоденствия, но и самого выживания человечества на Земле (2 балла).
Задание 2
Дайте полный и развернутый ответ на поставленный вопрос.
(полный и развернутый ответ – от 0 до 3 баллов). Максимальное кол-во баллов за задание – 15.
11. В чем заключается смысл и значение анабиоза и гипобиоза? Проиллюстрируйте примерами (3 балла).
Анабиоз — временное замедление или прекращение жизненных процессов в организме под воздействием внешних или внутренних факторов. К нему способны многие растения и животные. В состоянии анабиоза организмы становятся устойчивыми к самым разнообразным воздействиям. Например, тихоходки выдерживали в эксперименте ионизирующее облучение до 570 тыс. рентген в течение 24 ч. Обезвоженные личинки одного из африканских комаров-хирономусов – сохраняют способность оживать после воздействия температуры в +102 °C (примеры могут быть любые). Состояние анабиоза намного расширяет границы сохранения жизни, в том числе и во времени. Например, в толще ледника Антарктиды при глубоком бурении были обнаружены микроорганизмы (споры бактерий, грибов и дрожжей), развившиеся впоследствии на обычных питательных средах. Возраст соответствующих горизонтов льда достигает 10–13 тыс. лет. Споры некоторых жизнеспособных бактерий выделены и из более глубоких слоев возрастом в сотни тысяч лет.Анабиоз, однако, – достаточно редкое явление. Он возможен далеко не для всех видов и является крайним состоянием покоя в живой природе. Его необходимое условие – сохранение неповрежденными тонких внутриклеточных структур (органелл и мембран) при высушивании или глубоком охлаждении организмов. Это условие невыполнимо для большинства видов, имеющих сложную организацию клеток, тканей и органов. Способность к анабиозу обнаруживается у видов, имеющих простое или упрощенное строение и обитающих в условиях резкого колебания влажности (пересыхающие мелкие водоемы, верхние слои почвы, подушки мхов и лишайников и т. п.).
Гораздо шире распространены в природе другие формы покоя, связанные с состоянием пониженной жизнедеятельности в результате частичного угнетения метаболизма, например, гипобиоз или вынужденный покой. Любая степень снижения уровня обмена веществ повышает устойчивость организмов и позволяет более экономно тратить энергию. При гипобиозе торможение активности, или оцепенение, возникает под прямым давлением неблагоприятных условий и прекращается почти сразу после того, как эти условия возвращаются к норме (рис. 9). Подобное подавление процессов жизнедеятельности может возникать при недостатке тепла, воды, кислорода, при повышении осмотического давления и т. п. He только в арктических и антарктических, но и в средних широтах некоторые морозостойкие виды членистоногих (коллемболы, ряд мух, жужелицы и др.) зимуют в состоянии оцепенения, быстро оттаивая и переходя к активности под лучами солнца, а затем вновь теряют подвижность при снижении температуры. Взошедшие весной растения прекращают и возобновляют рост и развитие вслед за похолоданием и потеплением. После выпавшего дождя голый грунт часто зеленеет за счет быстрого размножения почвенных водорослей, находившихся в вынужденном покое.
12. Чем объясняется уязвимость островных популяций? (3 балла)
Острова различаются по возрасту, географическому положению и степени изолированности. Особое сочетание этих характеристик обусловливает формирование на них экосистем с уникальной флорой и фауной. У некоторых видов могут развиться редкие признаки, такие как гигантизм, карликовость и аптеризм (утрата способности летать). Причины, которые делают малые популяции подверженными быстрому падению численности и локальному исчезновению:
1) генетические проблемы, возникающие из-за потери генетического разнообразия, родственного скрещивания и дрейфа генов;
2) демографические колебания из-за случайного изменения соотношения в уровнях рождаемости и смертности;
3) флуктуации численности, связанные с хищниками (в частности, интродукция), конкуренцией, заболеваниями, равно как с природными катастрофами в виде пожаров, наводнений, засух, фрагментацией местообитаний.
Генетическое разнообразие очень важно для обеспечения способности популяций адаптироваться к изменениям окружающей среды. Только особи с определенными аллелями или комбинацией аллелей могут обладать качествами, необходимыми для выживания и воспроизводства в новых условиях. Внутри популяции частота отдельных аллелей может варьировать от часто встречающихся до очень редких. В малых популяциях частоты аллеля могут изменяться от одного поколения к следующему просто из-за случайностей, которые имеют место при скрещивании и выживании потомства; этот процесс известен как генетический дрейф. Когда аллель в малой популяции имеет низкую встречаемость, существует высокая вероятность того, что он будет случайно потерян в одном из поколений.
Чем меньше становится популяция, тем больше она подвержена дальнейшим демографическим изменениям, изменениям среды и генетическим факторам, которые создают тенденцию к еще большему сокращению ее размеров.
13. В настоящее время во многих областях наблюдается определенный прогресс, однако в целом действия по достижению ЦУР пока еще не достигли необходимых темпов и масштабов. Десятилетие действий призывает к ускорению реализации устойчивых решений для всех самых серьезных проблем мира — от нищеты и гендерных проблем до изменения климата, неравенства и сокращения дефицита финансирования. В сентябре 2019 года Генеральный секретарь ООН призвал все слои общества мобилизовать усилия в рамках десятилетия действий на трех уровнях: действия на глобальном уровне; действия на местном уровне; действия людей. В чем должны быть заключены «действия» на каждом из уровней? (3 балла)
действия на глобальном уровне по обеспечению более эффективного руководства, выделению большего объема ресурсов и принятию более продуманных решений в деле достижения целей в области устойчивого развития; действия на местном уровне, охватывающие необходимые преобразования политики, бюджетов, учреждений и нормативно-правовой базы правительств, городов и местных органов власти; и действия людей, в том числе со стороны молодежи, гражданского общества, средств массовой информации, частного сектора, профсоюзов, представителей научных кругов и других заинтересованных сторон, для обеспечения неуклонной динамики в направлении осуществления необходимых преобразований.
14. Целью подпрограммы «Биологическое разнообразие России» государственной программы Российской Федерации «Охрана окружающей среды» является обеспечение сохранения и воспроизводства объектов животного и растительного мира; сохранение и развитие сети особо охраняемых природных территорий. Каким образом может быть достигнута данная цель? Укажите не менее шести вариантов. (3 балла)
a. совершенствование нормативно-правового регулирования и научно-методического обеспечения в сфере сохранения биологического разнообразия;
b. обеспечение разрешительной деятельности в области охраны и использования объектов животного мира;
c. обеспечение сохранения уникальных природных комплексов на основе эффективного функционирования системы особо охраняемых природных территорий федерального значения;
d. обеспечение сохранения и воспроизводства охотничьих ресурсов;
e. развитие предпринимательской деятельности в сфере охотничьего хозяйства и обеспечение повышения доступности охотничьих ресурсов для населения;
f. формирование и реализация долговременной государственной политики, направленной на защиту и воспроизводство природно-экологического потенциала Российской Федерации, повышение уровня экологического образования и экологической культуры граждан;
g. увеличение площади особо охраняемых природных территорий;
h. увеличение количества посетителей на особо охраняемых природных территориях;
i. создание условий для обеспечения охраны объектов животного мира, в том числе для реинтродукции редких видов животных
15. В Российской Федерации законодательство о наилучших доступных технологиях (НДТ) активно развивается с 2014 г., хотя пилотные проекты в области НДТ реализуются с конца 1990-х гг. Концепция НДТ в России рассматривается как инструмент развития экономики (и прежде всего – промышленности), позволяющий решать экономические задачи без ущерба состоянию окружающей среды. Предположите, каковы критерии отнесения технологии к НДТ? Укажите не менее трех вариантов (3 балла).
a. − наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу времени или объём производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги либо другие предусмотренные международными договорами Российской Федерации показатели;
b. − экономическая эффективность её внедрения и эксплуатации;
c. − применение ресурсо- и энергосберегающих методов;
d. − период внедрения;
e. − промышленное внедрение на двух и более объектах, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.