«В.И. Вернадскийдің биосфералық-ноосфералық тұжырымдамасы. Антропогендік әсер биосфера эволюциясының геологиялық және геохимиялық факторы ретінде. Қазіргі қоғамның мәселелері. Биологиялық және ландшафтық алуандылық. Климаттың өзгеруі.»

1. Биосфера және ноосфера түсінігі.

2. Биосфера туралы В.И. Вернадскийдің ілімі.

3. Биосфераның тірі заты.

4. Әр түрлі даму деңгейіндегі қоғам типіне байланысты қоршаған ортаға антропогендік ықпалдың дифференциациясы.

5. Адам қоғамының тұрақтануы мен дамуында табиғаттың ролі.

6. Табиғат пен қоғамның өзара әрекеттесуінің тарихы: негізгі кезеңдері (биогендік, аграрлық, өндірістік, ақпараттық), ерекшеліктері және сабақтары.

7. Қазіргі кездің ғаламдық экологиялық мәселелері: озон қабатының қысқаруы,  қышқыл жаңбырлар, шөлдену.

8. Ауыл шаруашылықтың және өндірістің интенсификациясымен байланысты экологиялық мәселелер.

9. Биологиялық алуандылықтың маңызы.

10. Биологиялық алуандылықтың қысқару себептері.

11. Климаттың өзгеру себептері.

12. Климаттың өзгеру зардаптары.

         Дәрістің мазмұны:

1.     Студенттердің алдында келесі мәселелік жағдайлардың сұрақтары қойылады. Оларға ойланбай, бірден жауап беру керек:

1.1   Ас бөлмесінінің бұрышында тірі тарақанды көргенде, Сіздің реакцияңыз?

А) айғайлап жіберу;

В) өлтіру;

С) көрмеген сияқты болу;

Д) көмек шақыру;

Е) ұстап, қауіпсіз жерге көшіру.

1.2   Табиғатта демалыс кезінде әдемі гүлді көргенде, Сіздің реакцияңыз?

А) жұлып, өзіңізбен еске сақтауға алып кету;

В) қызығып қарау және ары кету;

С) көрмеген сияқты болу;

Д) таптап тастау;

Е) күлімсіреу.

         Сүйкімді тарақандарды өлтіріп, сіздер дәстүрлі шешім жасадыңыз. Осылай адам өзін «табиғаттың патшасы» ретінде көрсетіп, ойламай жер бетінен өзіне керексіз түрлерді жояды. Өсімдіктер мен жануарлардың түрлерін адам толық, қайтымсыз және мәңгі-бақи жояды. Жаратылыс алуандылықты жойып, клондарды алуға – бірдей дараларды жасанды құрастыруға құтырған қаржыны салады. Бұны болашақ тіршілігіміздің барлық үміттерімізбен байланысты болашақ ғылымның биотехнологиясы деп көреміз. Өмірдің әлеуметтік-экономикалық саласында біз алуандылықты бағалауды үйрендік, ал биологиялық алуандылықты бағалауды үйренуде әлі де қанша өте қиын сынадан өту керек боламыз?

         Биологиялық алуандылықты қорғау және тұрақты пайдалану мәселесін шешуде, ең біріншіден оның анықтамасын беріп алу және түсіну керекпіз.

Жабайы табиғаттың бүкіл әлемдік қорының анықтамасы бойынша: 

Биологиялық алуандылық  - Жер бетіндегі тіршілік формаларының барлығының алуындылығы, гендермен өсімдіктердің, жануарлардың және микроағзалардың жиынтығы, және тірі табиғатты құрайтын күрделі экожүйелердің жиынтығы (1989).

Биологиялық алуандылық туралы Конвенциясының материалдарында келесі түсіндірмесі беріледі:

Биологиялық алуандылық – барлық орталардағы, құрлық, теңіз бен басқа су экожүйелерде, және оларды құрайтын экологиялық кешеңдерді қосқанда, тірі ағзалардың көп түрлігі; түр ішілік , түр аралық және экожүйе аралық алуандылық.

Биологиялық алуандылық – берілген экожүйеде, анықталған территорияда немесе барлық планетадағы түрлердің алуандылығы (глоссарийден студенттер оқып таңысады).

Сонымен, биоалуандылық 3 деңгейде қарастырылады (сур. 1):

1.  Түрлік деңгейде Жер бетіндегі бактериялар мен қарапайымдылардан бастап көп клеткалы өсімдіктердің, жануарлардың, саңырауқұлақтардың дүниесіне дейін түрлердің барлығының жиынтығы;

2.  Популяциялық деңгейде географиялық алыстанған популяциялармен және бір популяцияның ішіндегі даралармен құрылған түрлердің генетикалық алуандылығы;

3.   Бірлестік және экожүйелік деңгейде бірлестіктермен және жоғарыдағы деңгейлердің арасындағы өзара әрекеттесулермен құрылған биологиялық бірлестіктердің, түрлердің, экожүйелердің алуандылығы.

Сур. 1  Биологиялық алуандылық 3 түрлі болады: 1) генетикалық алуандылық немесе генофонд (түрішілік тұқым қуалаған өзгерістер), 2) түрлік алуандалық (берілген экожүйеде түрлердің жиынтығы), 3) бірлестіктер/экожүйелер алуандылығы (берілген территорияда мекен ету орындар мен экожүйелер жиынтығы).

         Биологиялық бірлестіктердің ішінде анықталған белгі түрлер болады, олар саны мен биомассасына қарамай, басқа түрлердің бірлестікте сақталу қабілеттілігін анықтайды. Белгі түрлерді қорғау – табиғатты қорғау шаралардың ішінде приоритетті есеп болып саналады, себебі қорғалатын территорияларда олардың жойылуы басқа түрлердің жойылуын шақыру мүмкін (сур. 2).

Сур. 2 1) Ірі жыртқыштар, мысалы, қасқырлар, нақты белгі түрлерге жатады, себебі   олар шөп қоректі популяциялардың саның реттейді.  Қасқырлар болмағанда бұғылар және басқа шөп қоректілердің популяциясыяларының тығыздығы өсуінен өсімдік жамылғысына таласу және оның бұзылуы пайда болады, ал нәтижесінде, өсімдік жамылғысымен ассоцияланған құрт-құмырсқалар түрлерінің жоюлуына және топырақ эрозисына соқтырады; 2) тропикалық ормандарда белгі түрлер ретінде фикустар есептеледі, себебі олар әдеттегі жем типтерінің болмаған кезенінде көптеген құстар мен сүтқоректілердің популяцияларын өзінің жемістерімен қамтамасыз етеді; 3) патогендік ағзалар мен паразиттер де белгі түрлердің мысалы болады, себебі олар өздерінің «иелерінің» санының тығыздығын анықтайды.

Жалғыз белгі түрдің жоғалуы басқа түрлердің өзара байланысты жоғалуларына әкеледі, нәтижесінде барлық трофикалық деңгейде биоалуандылығы төмен бүлінген экожүйе пайда болады. Бірлестікке белгі түрдің қайтарылуы бірлестіктің қалпына келуінін міндеті болмайды, егер осы уақытта дейін оның басқа мүшелері жойылған болса және қоршаған орта компоненттері (мысалы, топырақ) бұзылса.

Түрлер мен табиғи бірлестіктердің үзіліссіз тіршілік етуінде биоалуандылықтың барлық деңгейлері қажет, олардың барлығы адам үшін маңызды:

1)                    Генетикалық алуандылықтың әр бір түрге қажеттілігі репродуктивтік тіршілік қабілетін, ауруларға тұрақтылығын, өзгерісті жағдайларға бейімделену қабілетін сақтаумен көрсетіледі. Үй жануарлары мен мәдени өсімдіктердің генетикалық алуандылығының ерекше бағалылығы қазіргі кездегі ауылшаруашылық  түрлерді қолдау мен жақсарту селекциялық бағдарламаларда жұмыс көрсетеді. Анықталған ген сынамаларын таңдап, өсімдіктер сұрыптары мен жануарлар жыңыстарының селекционерлері, жоғары өнімді, зиянкестерге тұрақты түрлерді шығарады, мысалы, дәнді дақылдарды (бидай, жүгері), үй малы мен құстарды.

2)  Түрлердің алуандылығы әр түрлі орталарға түрлердің эволюциялық және экологиялық бейімделену байлығын көрсетеді. Түрлік алуандылық адам үшін әр түрлі табиғи ресурстардың көзі болады. Мысалы, түрлердің бай жиынтығымен ылғалды тропикалық ормандар керемет әр түрлі өсімдіктер мен жануарлар өнімдерін шығарады, олар тағам ретінде, құрылыста және медицинада пайдалану мүмкін.

3)  Бірлестік алуандылығы қоршаған ортаның әр түрлі жағдайларына түрлердің коллективтік жауабын көрсетеді. Шөлдердің, далалардың, ормандардың және сумен басылған жерлердің биоалуандылық бірлестіктері экожүйелердің үзіліссіз нормальды әрекетін шашындарды реттеу, топырақ эрозиясынан қорғау, ауа мен суды фильтрациялау көмегімен қолдайды.

Биоалуандылық – бұл жалпы термин, барлық мүмкін болатын мекен орындардағы түрлерді қамтиды, мысалы, ормандардағы, тұщы сулардағы, теңіздердегі, топырақтағы, мәдени өсімдіктерді, үй және жабайы жануарларды, микроағзаларды.

Биологиялық алуандылық ағзалардың бөлек топтарының түрлік санымен бағаланады (магнит тақтасында схема құрастыру).

·     тамырлы өсімдіктердің

                                                           (гүлді, папоротниктер, плаундар,

                                                              қырықбуындар-хвощи) түрлік саны

·                 мүктердің түрлік саны

а) Құрлық экожүйелерінің                           ·  қыналардың түрлік саны

биологиялық алуандылықтың құрамы:       ·  саңырауқұлақтардың (макромицеттер, микромицеттер) түрлік саны

·                   балдырлардың түрлік саны

·                   құрт-құмырсқалардың түрлік саны

·                   топырақ фаунасының түрлік саны

·                   құстардың түрлік саны

·                   сүтқоректілердің түрлік саны

·                   бактериялардың түрлік саны

·                   және т.б.

·     планктон(фитопланктон, зоопланктон) түрлік саны

·     бентос (фитобентос, зообентос) түрлік саны

б) Су экожүйелерінің                                   ·  нектон түрлік саны

биологиялық алуандылықтың құрамы:       ·  өсімдіктер-макрофиттер түрлік саны

Өсімдіктердің түрлерінің бірлестігі флора болып табылады. Жануарлардың түрлерінің бірлестігі фауна болып табылады (глоссарийден студенттер оқып таңысады).

Ерекше қызық болып таксономиялық жекеленген, бір біріне ұқсас болмайтын, өзінің генетикалық құрылысы бойынша уникалды түрлер көрсетеді. Осы түрлер жиі эндемикалық, бір ауданмен таралуында шектелген. Олардың құрып кетуі ғаламдық биоалуандылықтың жоғалуын одан көбейтеді.

Әр түрлі трофикалық деңгейлердің биоалуандылығының арасында «алуандылық алуандылықты тұғызады» байланысы көрсетілген: неғұрлым түрлер-автотрофтар алуанды болса, соғұрлым түрлер-гетеротрофтар (консументтер мен редуценттер) алуанды болады.

Биоалуандылық, экожүйелердің тұрақтылығы және экожүйелердің биологиялық өнімділігі арасында тікелей байланыс жоқ. Биоалуандылығы жоғары емес экожүйелер өте өнімді болуы мүмкін. Мысалы, шалғындар тыңайтылғанда олардың биоалуандылығы күрт төмендейді, бірақ өнімділігі жоғарлайды. Тұрақты (бұзылғаннан кейін өзінен өзі қалпына келуге қабілетті) болып жиі биоалуандылығы жоғары емес экожүйелер, мысалы, шөлдер, келеді.

Бөлек биоценоздардың биоалуандылығын анықтаушы негізгі факторлар:

1.    Орта жағдайларының қолайлығы (Мысалы, топырағы құнарлы, жақсы ылғалданған және жылы климаты бар экожүйелердің биоалуандылығы бай, кедей, суық және құрғақ топырағы бар экожүйелермен салыстырғанда. Бірақ, тундраларда тамырлы өсімдіктер биоалуандылығының қысқаруы кіші мөлшерлі мүктер мен қыналардың биоалуандылығының өсуімен орнына толтырылады.);

2.    Ландшафт түрлерінің жалпы «қоры» (Мысалы, егер ландшафт өткенде күшті бұзылыстарға, оның флорасы мен фаунасын кедейткен, ұшыраса, онда қолайлы жағдайда да және бұзылыстан ұзақ мезгіл өтсе де, биоценоздың алуандылығы өте төмен болады);

3.    Бұзылыстардың режимі (Мысалы, экожүйелердің орташа бұзылыстарында: жеңіл жайылым, орманды таңдап кесу, шектелген алаңда желмен сындыру, мерзімдік өрттер, биоалуандылық өседі. Осындай жағдайда түрлер – доминанттар күшеуі ресурстардың жоғары үлесін қамтып алалмайды. Қала маңайындағы ормандарда шөп тәрізділердің қабатының биоалуандылығы өседі, егер олар таптануда шартты бұзылса. Сол уақытта қандай болса да қатты бұзылыс биоалуандылықты төмендетеді.);

4.    Территорияның бір текті еместігі: жергілікті топография, климат, ортаның ерекшеліктері және геологиялық жасы. Құрлық бірлестіктердің түрлік байлығы биіктіктің төмендеуімен, күн радиациясының және шашыңдардың мөлшерінің өсуімен әдеттегідей жоғарлайды. Генетикалық оңашалықты қамтамасыз ететін күрделі жер бедері облыстарда сәйкес бейімделуіне және мамандануына түрлік байлығы жоғары (Мысалы, 1) жекеленген тау шыңында мекен ететін отырықшы түр уақытымен бір неше түрге эволюциялануы мүмкін, олардың әр біреу тау ортаның анықталған жағдайларына бейімделген болады; 2) жоғары геологиялық күрделі облыстарда әр түрлі шектелген топырақ жағдайлары қалыптасады, сәйкес топырақтың типіне бейімделген әр түрлі бірлестіктер құрылады. Қоңыржай белдеуінде жоғары бай флорасы Австралияның оңтүстік-батыс бөлігіне, Оңтүстік Африкаға және жерортатеңіздік климаты жұмсақ, ылғалды қысы мен ыстық құрғақ жазы бар басқа облыстарға сипатты. Бұтақтар мен шөптердің түрлік бай бірлестіктері жергілікті геологиялық жасы мен күрделі жер бедерінің бірге көрсетілуімен қамтамасыз етіледі. Ашық мұхитта бай түрлік алуандылығы әр түрлі ағыстары, уақыт бойынша тұрақсыз облыстардың шекарасында қалыптасады.).

Астыдағы схемада түрлердің тізімделген саны бағананын боялған бөлігімен көрсетілген. Ағзалардың әр бір тобының кездесетін түрлерінің дәстүрлі бағасын бергенде санын 100000 түрге үлкейтіп көрсетеді. Түрлердің тізімделген дәрежесі боялған оң жақтағы бағанамен көрсетілген. Ең көп ажыратылмаған түрлердің саны микроағзалардың әр түрлі топтарында кездеседі, кейбір бағалар бойынша олардың түрлік алуандылығы 5-10 млн. немесе 30-150 млн. болуы мүмкін.

Қазіргі уақытқа дейін бөлек түрлермен қатар адам үшін ерекше күрт алыстанған немесе жеткіліксіз орындарда мүлдем жаңа бірлестіктер арнайы әдістермен анықталады, біріншіден терең су теңіздерде және ормандар жайпағында:

·     Жануарлардың әр түрлі бірлестіктері, ең біріншіден тропикалық ағаштардың ұшар басына бейімделген құрт-құмырсқалар, олардың жер бетімен ешқандай байланысы болмайды. Орманның жайпағына жету үшін, ақырғы жылдары ғалымдар байқау вышкаларын орнатып, ұшар басында аспалы сүрлеулерді өткізеді;

·     Аз зерттелінген болып қалған (адамдар мен құралдарды тасымалдауда техникалық қиыншылықтардан судын жоғары қысымы жағдайында) терең су геотермиялық көздерге жақын қалыптасқан бактериялар мен жануарлардың уникалды бірлестіктері кездеседі. Ертеден белгісіз қарқынды бактериялар теңіз шөгінділерінің 500 метрлік қалындығында да анықталған, олар осы күрделі экожүйеде маңызды химиялық және энергиялық ролін шүбәсыз атқарады;

·     Жер астында, 2,8 км қалындыққа дейін, қазіргі кездегі бұрғы жобалардың арқасында, бактериялардың әр түрлі бірлестіктері табылған, тығыздығы 100 млн. 1 г жыңысқа. Осы бірлестіктердің химиялық активтілігі, ұытты заттардың бұзылуына потенциалды пайдасы бар және басқа планеталарда тіршілк мүмкін болу сұрағын шешуде жаңа қосылыстардың іздестіруіне байланысты, қарқынды зерттелінеді.