В верхних слоях атмосферы, в морских глубинах и недрах литосферы концентрация живых существ намного беднее из-за неблагоприятных для жизни условий (сильной солнечной радиации, отсутствия солнечного света, недостатка кислорода, высокой температуры и др.). Однако жизнь не ограничена исключительно пределами биосферы. Микробы, споры, пыльца растений обнаружены высоко в стратосфере. Не исключено, что они могут покидать Землю и уноситься в космическое пространство. Но это не означает расширения биосферы. Вне ее могут существовать только неактивные формы жизни, находящиеся в состоянии скрытой жизнедеятельности. А в биосфере жизнь не только существует, но и выполняет геологическую работу, участвует в круговороте веществ и энергии.

Вопрос 3. Рассмотреть микропрепарат поперечного среза листа, найти основную ткань, выявить особенности ее строения и черты приспособленности к фотосинтезу

Непосредственно под эпидермой (кожицей листа) находится основная ткань – хлорофиллоносная паренхима (хлоренхима). Различают палисадную (столбчатую) и губчатую паренхиму мякоти листа.

Палисадная паренхима содержит до 80 % всего хлорофилла, поэтому ее основная функция – фотосинтез. Для этого в листе столбчатая ткань всегда располагается в условиях наилучшего освещения. Чаще всего она образует под верхней кожицей 1–2 слоя, плотно примыкающих друг к другу овальных клеток с тонкими оболочками и большим количеством хлоропластов.

Губчатая паренхима образована округлыми зелеными клетками и большими межклетниками, благодаря которым образуется громадная внутренняя поверхность листа, во много раз превышающая наружную. Губчатая паренхима расположена на нижней стороне листа. Она выполняет две основные функции – фотосинтеза и газообмена.

Толщина столбчатой и губчатой паренхимы зависит от условий обитания растений. У светолюбивых растений хорошо развита столбчатая паренхима. Она располагается в несколько слоев. У тенелюбивых растений столбчатая ткань образует один слой клеток, а губчатая – один-два слоя.

Вопрос 1. Сорта растений и породы животных как искусственные популяции, их сходство и отличия с естественными популяциями. Причины многообразия сортов, пород и естественных популяций

Возникновение селекции как науки связано с необходимостью решения продовольственной проблемы населения. Основной задачей всей селекционной работы является выведение новых и совершенствование уже существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Сортом, породой или штаммом называют устойчивую группу (популяцию) живых организмов, искусственно созданную человеком и имеющую определенные наследственные особенности. Все особи внутри этой группы имеют идентичные наследственно закрепленные морфологические, физиолого-биохимические и хозяйственные признаки и свойства, а также однотипную реакцию на действие факторов внешней среды.

Ч. Дарвин был уверен, что все многообразие сортов растений и пород животных – заслуга человека. В начале он приступил к изучению пород и сортов, и только затем – видов в их естественном состоянии. Он опровергнул теорию сторонников учения о постоянстве и неизменяемости видов, состоящую в том, что каждая порода и каждый сорт произошли от отдельного дикого вида, и доказал, что люди сами изменяли в разных направлениях родоначальные дикие виды. Причем новые породы и сорта появлялись постоянно, а их признаки были более совершенны по сравнению с предыдущими. В большинстве случаев человек при помощи отбора достигал новых свойств, но иногда они появлялись случайно. Часто для получения в потомстве новых комбинаций генов проводили скрещивание и только затем применяли искусственный отбор. Искусственный отбор необходим для совершенствования признаков растений или животных в соответствии с потребностями и интересами человека. Часто выведенные породы или сорта совсем не похожи друг на друга и на дикие виды, от которых произошли. Разница между естественными и искусственными популяциями состоит в том, что при естественном отборе происходит сохранение признаков, наиболее полезных для организма в условиях среды. Поэтому такие особи хорошо приспособлены для выживания, тогда как особи в искусственных популяциях не смогли бы выжить без помощи человека.

Признаки, которые выбирались у организмов человеком, не всегда были полезными для них самих, нередко снижали их конкурентоспособность по сравнению с организмами других искусственных групп или их дикими сородичами. Во многих случаях при искусственном отборе с определенной направленностью возрастала гомозиготность генотипов, при этом ряд отрицательных признаков сразу проявлялся в фенотипе особей. Для поддержания нормальной жизнедеятельности таких групп организмов человек должен прилагать постоянные усилия, тогда как их дикие родственные формы успешно функционируют в природе сами. Таким образом, индивидуальный и массовый отбор организмов позволил получить огромное разнообразие сортов растений и пород животных, отвечающих потребностям человеческого общества, но зависимых в природе от человека.

Действие естественного отбора обусловлено изменением условий окружающей среды. Тогда внутри вида начинается процесс расхождения признаков, или дивергенция. Из одного вида происходит образование нескольких новых форм. Те из них, что имеют наибольшие расхождения по признакам с исходными формами, не конкурируют с ними и поэтому имеют больше шансов выжить и оставить после себя потомство. Процесс образования внутривидовых группировок – подвидов – носит название микроэволюции.

Вопрос 2. Биомасса или живое вещество биосферы. Закономерности распространения биомассы в биосфере, тенденция ее изменения под влиянием деятельности человека

Совокупность всех живых организмов, населяющих Землю, составляет живое вещество, или биомассу, планеты. Наибольшей концентрации в биосфере биомасса достигает у поверхности суши и океана, так как в этих местах природные условия, такие как температура и влажность воздуха, наличие кислорода и других химических элементов, являются в высшей степени пригодными для жизни.

В верхних слоях атмосферы с высокой концентрацией ультрафиолетовых лучей, в глубинах океана, куда не проникает дневной свет, и в недрах литосферы, где температура достигает более 100 °С, концентрация жизни сравнительно мала. Крайних пределов биосферы достигают лишь низшие организмы – бактерии. Накопление биомассы так же находится в прямой зависимости от наличия зеленой растительности, выделения кислорода и поглощения углекислого газа при фотосинтезе. В биосфере растительная масса намного превосходит животную. Биомасса составляет около 0,01 % массы всей биосферы, но ее значение на Земле огромно.