ТОП 10:

Получение моноклониальных антител



· В ответ на введение антигена ( бактерии , вирусы , эритроциты и др. ) органимизм продуцирует с помощью В – лимфоцитов специфические антитела , которые представляют собой белки , называемые иммуноглобулинами ,обуславивающие защитные реакции организма по механизму гуморального иммунитета ; однако любое чужеродное тело , попадающее в организм , представляет собой смесь разных антигенов которые возбуждают продукцию разных антител ( для практических потребностей – диагностики и лечения ряда болезней - необходимы моноспецифические сыворотки , содержащие антитела только одного типа – моноклониальные антитела , поражающие определённые антигены )

· Антителообразующие клетки ( В – лимфоциты ) не могут расти и размножаться вне организма на питательной среде ; в то же время существуют злокачественные ( раковые ) опухоли костного мозга – миеломы , клетки которых с огромной скоростью размножаются на питательных средах в течение длительного времени ; задача заключается в создании гибридных клеток , совмещающих особенности В-лимфоцитов к образованию специфических антител и раковых клеток – быстро размножающихся в искусственных питательных средах

· Созданием искусственных гибридов антител занимается новая ветвь биотехнологии – иммунобиотехнология


Технология получения моноклониальных антител

1. Иммунизация мышей или крыс , т. е. заражение их желаемым антигеном ( обычно за 5 дней до гибридизации ) , приводящая к началу продукции лимфоцитами специфических антител одного вида ( моноклониальных )

2. Получение гибридных клеток в результате слияния раковых клеток миеломы с антителообразующими лимфоцитами мышей ( полученный гибрид этих клеток называется гибридома ), способных , как и все опухолевые клетки , бесконечно долго размножаться на искусственных питательных средах, давая многочисленную популяцию гибридом - гибридомный клон ; клетки возникшего клона способны также продуцировать неограниченное количество антител одного типа ( моноклониальных )

· Клонирование позволяет вырастить из одной клетки гибридомы жизнеспособную популяцию , которая продуцирует антитела , заданной иммунизацией специфичности ( для сохранения клона его клетки хранят неограниченное время в жидком азоте при – 180о )

· Метод гибридомной технологии широко используется в биологии и медицине для диагностики и лечения ряда болезней , продукции ферментов , вакцин и лечебных сывороток ; в 1984 г . Келлеру и Мильштейну ( англ. ) была присуждена Нобелевская премия

· В1980 году получены человеческие гибридомы , продуцирующие моноклониальные антитела к антигенам вируса крови

· Возможно слияние трёх или четырёх клеток в единый гибрид с образованием триом или квадром , способных к продукции бифункциональных моноклониальных антител, т. е. к связыванию двух разных антигенов ; такие бифункциональные антитела используют для направленного транспорта : лекарственные препараты , гормоны , ингибиторы роста идут к определёному месту где требуется блокировать антиген

 

Клеточная инженерия у человека

· Открыта и широко используется возможность оплодотворения яйцеклеток человека сперматозоидами в пробирке и дальнейшее развитие образованных таким образом зародышей при имплантации их в матку матери

· В 1993 году разработана методика получения монозиготных близнецов человека in vitro , путём разделения эмбрионов на бластомеры и доращивания последних до 32 клеток , после чего они могли быть имплантированы в матку женщины


Экологическая биотехнология

· Очистка воды путё создания очистных сооружений , работающих с использованием биологических методов

q Окисление сточных вод на биологических фильтрах

q Утилизация органических и неорганических загрязнений , остающихся после очисткм воды другими методами с помощью активного ила

Активный ил – сложный комплекс разных мокрорганизмов и водорослей , способные поглощать из загрязнённых вод различные примеси и использоварь их а процессе своей жизнедеятельности

q Активный ил на 70% состоит из живых организмов и на 30% из твёрдых частиц неорганической природы , к которым они прикрепляются ; микроорганизмы образуют симбиоз и покрываясь общей слизистой оболочкой способны окислять спирты , жирные кислоты , парафины , углеводы и др .

q Для водоочистки на последнем этапе используются также биологические пруды , в которых роль очистителя выполняют микроорганизмы и водоросли ; именно в них происходит полное и окончательное удаление остаточных количеств вредных соединений , после чего вода считается пригодной для возврата во внешние источники ( вода после биоочистки не требует хлорирования ) ; биоочистка значительно дешевле и эффективнее её очистки техническими способами

· Биологическая очистка вод океанов от загрязнений их нефтепродуктами ( в воды Мирового океана ежегодно поступает до 10 млн. тонн нефти и её производных , что катастрофически нарушает процессы газообмена и испарения воды и приводит к разрушению водных экосистем и гибели водных организмов )

q Выявлены микроорганнизмы , способные использовать нефтепродукты для своей жизнедеятельности

· Создаются новые виды микроорганизмов , которые разрушают или аккумулируют строго определёные загрязнители , например , гербициды , хлор , ДДТ , тяжёлые металлы и др.

· Очистка навозных стоков крупных животноводческих комплексов и предотвращение загрязнения ими воздуха , водоёмов , почвы , посевов с помощью биогазовых установок

· Методами генной инженерии сконструированы штаммы бактерий , являющиеся точными индикаторами мутагенной активности химических загрязнителей , а также штаммы , способные разрушать многие химические соединенния-загрязнители ( нефть и нефтепродукты ) до безвредных продуктов

 

Биоэнергетика

Биоэнергетика – направление биотехнологии , связанное с получением энергии из биомассы при помощи микроорганизмов

· Одним из эффективных методов получения энергии из биомассы является получение биогаза ( например метана ) или этилового спирта ( этанола )

· Биомасса – это дешёвый и возобновляемый источник энергии ( быстрорастущие деревья или сельскохозяйственные культуры : злаки , кукуруза , тросник , сахарная свёкла )

q в отличие от полезных ископаемых запасы растительной биомассы можно восполнить в необходимом количестве за короткий срок

q уже сейчас ресурсы биомассы огромны и оцениваются в 100 млрд. тонн по сухому весу в год

q используемая людьми незначительная часть её даёт до 15% потребляемой в мире энергии

v Этанол – экологически чистое топливо , дающее при сгорании СО2 и Н2О ; его используют как чистом виде ( 99,8% ) в двигателях внутреннего сгорания , либо в виде добавки к бензину ( газохол содержит до 20% этанола

v Для получения биогаза (метана ) необходимо сбраживать отходы сельского хозяйства ( навоз ) с помощью специальных штаммов анаэробных метанообразующих бактерий ; при этом образуется до 95% метана , а оставшаяся перебродившая жидкая масса представляет собой ценное органическое удобрение ; одновременно решается проблема утилизации отходов животноводства и соответствующие экологичесике проблемы

v Метан возможно получить с помощью солнечного биогенератора – биосоляра , где в качестве источника энергии применяется одноклеточная водоросль хлорелла , которая культивируется в в специальных светосборниках ; КПД биосоляра достигает 80%

 

 

Биоконверсия

Биоконверсия – это превращение веществ , образовавшихся в результате обмена веществ , в структурно родственные соединения под действием микроорганизмов

· Целью биоконверсии является использование дешёвых источников сырья для получения ценных соединений и кормовых веществ

q В качестве источника сырья можно применять природный газ , метанол , отходы лесотехнической и пищевой промышленности , сельского хозяйства

v Например , при добыче нефти образуется много сопутствующих газов , которые можно использовать для получения метилового спирта , в свою очередь широкоприменяемый для производстви белково-витаминных концентратов ( БВК ) – ценной кормовой биодобавке

v Из соломы и опилок можно производить биомассу , которая содержит до 20% белка ; при переработке 25 млн. тонн соломы получается столько кормового продукта , сколько его содеоржится в 2,5 млн. тонн фуражного зерна

v Методами биоконверсии микроорганизмы вырабатывают стероидные гормоны , используемые при гормональной недостаточности , кожных болезнях , аллергиях и воспалениях

 

Инженерная энзимология

Инженерная энзимология – область биотехнологии , использующая ферменты в производстве заданных веществ

· Центральным методом инженерной энзимологии является иммобилизация ферментов и микроорганизмов( клеток )

v Ферменты чрезвычайно широко используются в промышленом производстве , медицине , науке ; ферменты чрезвычайно нестойки и подвижны , трудно отделяются от продуктов реакции по окончании процесса и используются лишь однократно поэтому их стоимость велика

q В основе метода иммобилизации ферментов лежит присоединение ферментов к поверхности инертной и нерастворимой матрицы-носителя , что позволяет сохранить их катализирующие свойства и продлить срок использования до нескольких месяцев , повысить выход продукта ; иммобилизация переводит ферменты в форму , которую легко можно отделить от химических реактивов , что даёт возможность их многократного использования и удешевить производство в десятки раз

q В качестве матрицы-носителя используются активированный уголь , окись алюминия полимерные и другие материалы , которые либо химически связываются с ферментами , либо адсорбируют их

q Широко применяется иммобилизация клеток и даже отдельных клеточных органелл ( хлоропластов , митохондрий , лизосом и др. ) , поскольку их выделение и использование является менее затруднительным , чем получение очищенного фермента

v Иммобилизованные ферменты обусловили создание и широкое применение искусственной почки , выделение незаменимых аминокислот из смеси органических соединений , утилизации пищевых отходов , стерилизации продуктов питания , получении пищевых углеводов из сахарной свёклы и тросника , лечении закупорок сосудов и сердечно-сосудистых заболеваний и т. д. С помощью иммобилизированных клеток микроорганизмов , например дрожжей , возможно получение спирта из глюкозы причём процесс происходит на пртяжении трёх месяцев без подзарядки

Биогеотехнология

Биогеотехнология – использование геохимической деятельности микроорганизмов в горнодобывающей промышленности ( рудной , нефтяной , угольной )

· С помощью микроорганизмов в нефтяной промышленности производится :

1. Повышение нефтеотдачи пластов на 20 –30%

2. Поиск нефтегазовых месторождений

3. Очистка стоков предприятий нефтяной промышленности

· В рудной промышленности :

1. выщелачивание металлов из руд и концентратов

2. биосорбция ( извлечение из руд) металлов

3. улучшение флотируемости руд

4. очистка стоков предприятий горнорудной промышленности

· в угольной промышленности

1. Борьба с метаном в угольных шахтах ( поглощение метана метаноокисляющими бактериями )

2. Удаление серосодержащих соединений из угля ( при сжигании угля образуют в атмосфере серную кислоту , выпадающую в виде сернокислотных дождей – до 300 кг на 1 га земли - , принося огромный ущерб хозяйству , здоровью человека и окружающей среде )

3. Борьба с агрессивными водами в шахтах

4. Извлечение из каменного угля сопутствующих металлов – германия , никеля , бериллия , ванадия , золота , меди , кадмия , свинца , цинка , марганца

5. Очистка стоков предприятий угольной промышленности

 

 


Биосфера и человек

Биосфера – область существования и функционирования живых организмов , охватывающая нижнюю часть атмосферы ( аэробиосфера ) , всю гидросферу ( гидробиосфера ) , поверхность суши ( террабиосфера ) и верхние слои литосферы ( литобиосфера )

· Термин « биосфера » предложил Э. Зюсс ( австр. ) в 1875 году , но не развил представлений о биосфере и не дал термину определения

· Учение о биосфере создал русский учёный-геохимик В. И. Вернадский ( книга « Биосфера » , где излагались основы учения о биосфере вышла в 1926 году )

· Биосфера объединяет все современные экосистемы Земли и представляет собой глобальную экологическую систему – экосферу

· Биосфера является самым крупным уровнем организации живой материи , в котором элементарной структурной и функциональной единицей являются биогеоценозы

Границы биосферы

· Опредаляются комплексом факторов ; к общим условиям существования живых организмов относяися :

1. наличие жидкой воды

2. наличие ряда биогенных элементов ( макро- и микроэлементы )

3. поступление солнечной энергии ( радиации )

4. Диапазон температур от – 50 до + 50

q Границами биосферы являются пределы распространения живой материи на планете

· Атмосфера

q Имеет мощность 3 тыс. км.

q Область биосферы охватывает лишь нижний приземный её слой – тропосферу : интесивно – до высоты 400 м , в латентном функционально неактивном состоянии ( споры грибов , цисты микроорганизмов ) – до высоты озонового экрана ( 16 – 25 км ) ; споры и цисты выявлены в тропосфере на высоте до 40 км

q Лимитирующими физическими факторами являются : гравитация , уменьшение плотности атмосферы , усиление космического излучения , очень малое количество воды , углекислого газа , большие дозы УФ лучей ( всё живое , поднимающееся выше озонового слоя гибнет )

· Гидросфера( океаны , моря , реки , озёра )

q Живые организмы населяют всю толщу Мирового океана до максимальных глубин ( на дне Марианской впадины – 11034 м ) ; наибольшее количество организмов сосредоточено в поверхностном слое ( куда проникает длинноволновая часть солнечного спектра – видимый свет – 50 – 200 м ) и прибрежной области

q Лимитирующие факторы : ослабление и прекращения солнечной радиации , повышение давления , снижение температуры до О0С , количества кислорода и СО2

· Литосфера ( верхняя часть поверхности земной коры )

q Область биосферы достигает глубины 4,5 км ( анаэробные бактерии нефтеносных песчаников )

q Максимальная плотность живого вещества – в гумусовом горизонте ( почве ) от 2 до 30 см ( в основном корни растений и безпозвоночные , микроорганизмы , грибы )

q Лимитирующие факторы : повышение температуры горных пород ( на глубине 1,5 км она может достигать выше 100оС ) , уменьшением Н2 О , О2 и СО2

· Наибольшая концентрация живого вещества сосредоточена в зонах контакта и активного взаимодействия всех трёхоблочек Земли ( почвы , воды , воздуха )

v Выносливость жизни в целом к отдельным факторам среды шире диапазонов тех условий , которые существуют в современной биосфере

v Крайние пределы температур , которые выносят некоторые формы жизни ( в латентном состоянии ) – от практически абсолютного нуля до +1800 С ; давление , при котором существует жизнь – от долей атмосферы на большой высоте до тысячи и более атмосфер на больших глубинах ; семеа , споры растений и мелкие животные в анабиозе сохраняют жизнеспособность в полном вакууме ; живые организмы способны существовать в бескислородной среде ; уксусные нематоды обитают в чанах с бродящим уксусом , ряд микроорганизмов живётв концентрированных растворах солей ( медного купороса , фторида натрия , насыщенном растворе поваренной соли ) ; серные бактерии выдерживают концентрированные растворы серно кислоты ; некоторые формы бактерий могут существовать при действии ионизирующей радиации в 3 млн. раз превоходящее естественный радиоактивный фон , а некоторые бактерии обнаружены в котлах ядерных реакторов

· Жизнь обладает значительным « запасом прочности » , устойчивости к экстремальному воздействию среды и потенциальной способностью к ещё большему распространению
Структура биосферы
( по В. И. Вернадскому )

 

· В биосфере выделяют следующие основные структурные компоненты :

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов планеты ( численно выражается суммарной биомассой , элементарным химическим составом и мерами энергии )

2. Косное вещество – совокупность веществ биосферы , в образовантт которых живые организмы не участвуют ( горные и вулканические породы , минералы )

3. Биогенное вещество – вещество , которое создаётся и перерабатывается живыми организмами (каменный уголь , нефть , торф , гумус , известняки , битумы , природный газ и другие биогенные полезные ископаемые )

4. Биокосное вещество – вещество , создающееся в биосфере одновременно живыми организмами и физическими косными процессами , находящимися в динамическом равновесии ( почва , кора выветривания , приземный слой атмосферы , все природные воды , толщи осадочных пород )

q Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль , именно от них зависят его физико-химичесике свойства

· Различают два основных типа биосферы :континентальный и океаничесикий

Живое вещество

· Представляет собой совокупность всех живых организмов ( биомассы ) Земли

· Представляет собой открытую систему , для которой характерны рост , размножение , обмен веществ и энергии с внешней средой , накопление энергии и передача её в цепях питания , распространение

· Живое вещество обладает следующими специфическими свойствами :

Свойства живого вещества

1. Содержат огромный запас энергии , способной производить работу

2. Скорость протекания химических реакции в живом веществе в миллионы раз быстрее обычных благодаря участию ферментов

3. Белки и нуклеиновые кислоты структурированы , устойчивы и функционально активны только в живых организмах

4. Живому веществу присуща подвижность

q В. И. Вернадский выделил две специфические её формы :

1. пассивная – создаётся ростом и размножением организмов

2. пассивная – осуществляется за счёт направленного перемещения организмов ( характерно для животных и в меньшей степени протист и бактерий )

q Благодаря разным формам движения живое вещество способно заполнить собой всё возможное пространство – этот процесс назван давлением жизни

5. Живое вещество имеет значительно большее морфологическое и химическое разнообразие , чем неживое ( известно 2 млн органических веществ и всего 2 тыс. природных соединений – минералов )

6. Живое вещество представлено в биосфере в виде дискретных тел – индивидуальных организмов

7. Живое вещество представлено на Земле всегда биоценозами , составленными из популяций разных организмов , связанных разнообразными взаимодействиями ( пищевыми и др. )

8. Живое вещество существует на Земле в форме непрерывного чередования поколений , что способствует его обновлению

9. Живое вещество способно к эволюционному процессу , адаптациогенезу на основе наследственной изменчивости и естественного отбора при изменении условий существования

10. Живое вещество постоянно производит геологическую работу по переработке массы материи ( масса вещества , переработанного живыми организмами , намного превышает их собственную массу )

q Живое вещество – постояннодействующий , самый активный и мощный геологический фактор , преобразующий земную кору

Функции живого вещества

· Выполнятся живой материей в процессе осуществления жизнедеятельности и биохимических превращений веществ в реакциях метаболизма

1. Энергетическая – трансформация и усвоение живым веществом солнечной ( световой ) энергии и передача её по трофической цепи ( цепям питания )

q В основе лежит фотосинтетическая деятельность зелёных растений , образующих 98% первичной продукции планеты - около 200 млрд т сухого органического вещества в год

2. Газовая – трансформация ( превращение) газов в биосфере

q Осуществляется на основе постоянного газообмена а процессе дыхания , фотосинтетической деятельности зелёных растений , процессов гниения , азотофиксации и денитификации

q Привела к формированию и поддержанию относительного постоянства газового состава современной ( вторичной , окислительной ) атмосферы

q Контролирует содержание в атмосфере О2 , СО2 , N2 , сероводорода , метана , аммиака и т. д

3. Концентрационная – извлечение и избирательное накопление ( концентрация ) живыми организмами определённых химических элементов окружающей среды

q Прежде всего это группа основных органогенных элементов ( С , Н , N, О ) , а также микроэлементов – Fe , Mn , Са , Nа , К , Cl , Сu , Р , S , J , Al - , необходимых для структурно-функциональной организации живой материи (

q В результате произошло накопление залежей органогенных полезных ископаемых – железных и железомарганцевых руд , каменного угля , торфа , туфа , нефти , природного газа , известняка , серы , фосфоритов и др.

q Растения концентрируют минеральные вещества в виде солей ( азотных , калийных , фосфорных ) , необходимых для фотосинтеза , в количествах . сопоставимых с их запасами в литосфере , накопленные за миллионы лет геологической истории

4. Окислительно-восстановительная ( биохимическая ) – химическое превращение веществ , содержащих атомы с переменной степенью окисления

q Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе выполнения всех функций живого вещества , любого вида клеточного метаболизма , процессов ассимиляции и диссимиляции ( реакциях синтеза веществ и процессах энергетического обмена ) ; в масштабе биосферы эти процессы сопряжены и сбалансированы

5. Биохимическая - химические превращения веществ и энергии в процессе жизнедеятельности ; связана с ростом , размножениеми перемещением живых организмов в пространстве

6. Деструкционная – процессы разложения организмов после их смерти

q Органические остатки разрушаются до минеральных соединений (минерализация органических остатков ) , которые с помощью автотрофных организмов вновь вовлекаются в биологический круговорот

7. Биогеохимическая деятельность человека – охватывает всё возрастающее количество вещества земной коры для нужд промышленности , транспорта , сельского хозяйства

Биомасса

· Биомасса биосферы составляет 0,1 % массы земной коры и оценивается примерно в 2,4 1012 т ; биомасса суши – 99,87% , Мирового океана – 0,13%( это связано с меньшей эффективностью фотосинтеза в воде , чем на суше – использование лучистой энергии Солнца в океане равно 0,04% , на суше – 0,1% )

Биомасса суши

· Континентальная часть биосферы – суша занимает 29% ( 148 млн км2 )

· Неоднородность суши выражается наличием широтной зональности и высотной зональностью

q Широтная зональность – определяется количеством получаемой солнечной энергии , СО2 , минеральных веществ , соотношением величины получаемого тепла и влаги ( в разных зонах эти соотношения различны , что положено в основу выделения 20 главных типов природных ландшафтов : зоны тундры , тайги , смешанных лесов и т. д )

q Высотная зональность – определяется высотой местообитания над уровнем моря ( хлорофиллоносные растения не могут жить выше 6000 м , что определяется недостатком жидкой воды , низким содержанием СО2 и низкой температурой )

· Уровень развития живого вещества выражается двумя показателями : биомассой и продукцией

Биомасса ( Б ) – количество живого вещества , приходящееся на единицу площади или объёма ( г\м2 , кг\га и т. п. )

Продукция ( П ) – прирост биомассы на единице пространства за единицу времени ( напр., г\м2 в сутки )

· Показателем скорости воспроизведения биомассы является отношение продукции к биомассе ( П\Б –коэффициент )

· В биомассе суши преобладают растения ( 99% ) , животные и микроорганизмы составляют 1% ; основная биомасса живого вещества планеты сосредоточена в зелёных растениях суши

· Количество образованной растениями первичной продукции за год составляет около 75% всей продукции биосферы

· Скорость воспроизведения биомассы растениями суши ( в основном деревьями ) низка ( ежегодно в процессе фотосинтеза продуцируется 150 –200млрд т сухого органического вещества

· Биомасса суши и видовое разнообразие закономерно и постепенно увеличивается от полюсов к экватору ; максимальное сгущение , многообразие растений и продуктивность – во влажных тропических лесах ( П около 3кг\м2 ) ; видовое богатство животных и микроорганизмов и их биомасса зависит от растительной массы и тоже увеличивается к экватору , что связано с повышением оптимальности абиотических факторов ( соответственно , в субтропиках – П 2,5 кг\м2 , лесах умеренной зоны – 1кг\м2 , минимальные значения наблюдаются в зоне ледяных пустынь , тундры и пустынях – до 0, 1 кг\м2 в год ) ; наиболее продуктивны экосистемы тропических лесов , затем следуют обрабатываемые земли , степи и луга , пустыни и полярные зоны

Биомасса почвы

· Почва – смесь разложившихся органических и выветренных минеральных веществ ; минеральный состав почвы включает кремнезём ( до 50% ) , глинозём ( до 25% ) , оксид железа , магния , калия , фосфора , кальция ( до 10% ) ; органические вещества поступают с растительным опадом , содержат углеводы , белки , жиры , конечные продукты обмена растений – смолы , воска , дубильные вещества ( органические вещества в почве минерализуются или превращаются в более сложные соединения – гумус

· Мощность почвенного слоя зависит от биомассы находящихся на ней растений и коррелирует с последней

· Почва , как среда жизни , имеет большую плотность , малую амплитуду колебаний температуры , непрозрачна , бедна кислородом , содержит воду с растворёнными минеральными веществами ,

· Живые организмы почвы представлены корнями растений , бактериями ( 500 т\га ) , грибами , зелёными и сине-зелёными водорослями , простейшими ( амёбами , жгутиконосцами , инфузориями ) , животными ( в основном беспозвоночными и их личинками : черви , муравьи , термиты , клещи и т.д.) : все обитатели почвы образуют своеобразный биоценоз

· Все обитатели почвы производят большую почвообразовательную работу ( структурирование , рыхление , аэрация ) , участвуют в создании плодородия почвы и общем круговороте веществ в биосфере

· Биомасса почвы коррелирует с биомассой наземных растений , зависит от оптимальности абиотических факторов среды и закономерно увеличивается от полюсов к экватору

q Почва плотно заселена организмами ; биомасса одних только дождевых червей в суглинках достигает 2,5 млн особей на 1 га , или 1,2 т на 1 га ; бактерии – 500 т а 1 га и т. д.

 

Биомасса Мирового океана

· Площадь Мирового океана ( гидросфера Земли ) занимает 72,2% всей поверхности Земли

· Вода обладает особыми свойствами , важными для жизни организмов – высокую теплоёмкость и теплопроводность , относительно равномерную температуру , значительную плотность , вязкость и подвижность , способность растворять химические вещества ( около 60 элементов ) и газы (О2, СО2 ) прозрачность , поверхностное натяжение , солёность , рН среды и т. д. ( химический состав и физические свойства вод океана относительно постоянны и создают благоприятные условия для развития разных форм жизни )

· В биомассе организмов Мирового океана преобладают животные ( 94% ) ; растения соответственно – 6% ; биомасса Мирового океана в 1000 раз меньше , чем на суше ( водные автотрофы имеют большую величину П\Б , поскольку обладают огромной скоростью генерации – размножения - продуцентов )

· На долю растений океана приходится до 25% первичной продукции фотосинтеза на всей планете ( свет проникает до глубины 100 –200 м ; поверхность океана в этой толще вся заполнена микроскопическими водорослями – зелёными , диатомовыми , бурыми , красными , сине-зелёными - главными продуцентами океана ) ; многие водоросли имеют огромные размеры : зелёные – до 50 – 100 м ; бурые ( фукусы , ламинарии ) – до 100 –150 м ; красные ( порфира , корралина ) – до 200 м ; бурая водоросль макроцистис – до 300 м

· Биомасса и видовое разнообразие океана закономерно уменьшается с глубиной , что связано с ухудшением физических условий существования , прежде всего для растений ( уменьшение количества света , понижением температуры , количества О2 и СО2 )

· Имеет место вертикальная зональность распределения живых организмов

q Выделяются три экологические области : прибрежная зона – литораль ,толща воды – пелагиаль и дно – бенталь ; прибрежная часть океана до глубины 200 – 500 м составляют материковую отмель ( шельф ) ; именно здесь условия жизни оптимальны для морских организмов , поэтому здесь наблюдается максимальное видовое разнообразие фауны и флоры , здесь сконцентрировано 80% всей биологической продукции океана

· Наряду с вертикальной зональностью наблюдается и закономерные горизонтальные изменения видового многообразия морских организмов , так , например , разнообразие видов водорослей увеличивается от полюсов к экватору

· В океане наблюдаются сгущения организмов : планктонное , прибрежное , донное , колонии кораллов , образующих рифы

· Взвешенные в воде одноклеточные водоросли и мельчайшие животные образуют планктон ( автотрофный фитопланктон и гетеротрофный зоопланктон ) , прикреплённых и сидячих обитателей дна называют бентосом ( кораллы , водоросли , губки , мшанки , асцидии , кольчецы-полихеты , ракообразные , моллюски , иглокожие ; у дна плавают камбала , скаты )

· В водной массе организмы могут передвигаться либо активно – нектон ( рыбы , китообразные , тюлени , морские черепахи , морские змеи , моллюски , кальмары , осьминоги , медузы ) , либо пассивно – планктон , имеющий главное значение в питании животных океана )

v Плейстон – совокупность организмов , плавающих на поверхности воды ( некоторые медузы )

v Нейстон – организмы , прикрепляющиеся к поверхностной плёнке воды сверху и снизу (одноклеточные животные )

v Гипонейстон – организмы , живущие непосредственно под поверхностью воды ( личинки кефали , хамсы , веслоногие рачки , саргассовый кораблик и др. )

· Максимальая биомасса океана наблюдается на континентальном шельфе , около берегов , островов на коралловых рифах , в районах поднятия глубинных холодных вод , богатых накопленными биогенными элементами

· Бенталь характеризуется полной темнотой , огромным давлением , низкой температурой , недостатком пищевых ресурсов , низким содержанием О2 ; это вызывает своеобразные адаптации глубоководных организмов ( свечение , отсутствие зрения , развитие жировой ткани в плавательном пузыре и т.д. )

· Во всей толще воды и особенно на дне распространены бактерии , минерализующие органические остатки ( детрит ) ; органический детрит заключает в себе огромный запас пищи , которую потребляют обитатели дна : черви , моллюски , губки , бактерии , протисты

· Отмершие организмы осаждаются на дно океана , образуя осадочные породы ( многие из них покрыты кремневыми или известковыми оболочками , из которых впоследствии образуются известняки и мел )

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.233.217.242 (0.03 с.)