sinh thái học

MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài Con người mang bản chất sinh học, là một thành phần cấu trúc của tự nhiên và vốn bị chi phối bởi tự nhiên. Từ khi con người mới ra đời học đã biết thích ứng với tự nhiên bằng cách tìm nơi ở, chỗ kiếm ăn, tránh thú dữ và các điều kiện bất lưọi của môi trường. Những điều đó là chất keo gắn bó con người với tự nhiên, và dạy cho con người những hiểu biết về tự nhiên và mối quan hệ với sinh giới và môi trường xung quanh. Ngày nay, khi tác động của con người lên môi trường tự nhiên ngày càng khốc liệt, làm cho nguùon tài nguyên bị cạn kiệt, môi trường bị ô nhiếm, các thành phần sống bị biến đổi nhanh chóng và ngày càng xấu đi. Hệ thống “Tự nhiên – Con người – Xã hôi” đang phải đối đầu với nguy cơ khủng hoảng toàn cầu. Cho nên, nghiên cứu về sự thích ứng của con người với môi trường sẽ giúp chúng nhìn nhận đúng về tự nhiên và sự sống còn của con người. Vì thế em đã chọn đề tài: “Sự thích ứng của con người với môi trường”. II. Mục đích, nhiệm vụ 1. Mục đích Đề tài tìm hiểu sự thích ứng của con người với môi trường thông qua sự tác động của các nhân tố sinh thái lên con người. 2. Nhiệm vụ Đề tài được thực hiện nhằm giải quyết các nhiệm vụ sau: + Tìm hiểu về môi trường và các nhân tố sinh thái + Sựu thích ứng của con người với môi trường + Ý nghĩa của sự thích ứng của con người với môi trường III. Giới hạn đề tài Đề tài tìm hiểu sự thích ứng của con người với môi trường tự nhiên 1 IV. Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu. + Phương pháp thống kê 2 NỘI DUNG Chương 1: MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI I. Sinh thái học và môi trường 1. Sinh thái học Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu và ứng dụng những quy luật và hoạt động của hệ sinh học. Hay nói cách khác, Sinh thái học là môn học nghiên cứu các mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật và môi trường bao quanh chúng và những điều kiện tồn tại của sinh vật. Qua định nghĩa ta thấy Sinh thái học là môn học liên ngành có liên quan mật thiết với những môn học có đối tượng nghiên cứu là sinh vật như: hình thái học, sinh lí học, di truyền học,…và những môn học có liên quan đến môi trường như: khí hậu học, thổ nhưỡng học, thuỷ văn học, hải dương học,… 2. Hệ sinh thái Hệ sinh thái là tổ hợp của quần xã sinh vật với môi trường vật lí mà quần xã đó tồn tại, trong đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường tạo nên chu trình vật chất và sự chuyển hoá năng lượng. Hệ sinh thái trở thành hệ sinh thái cấu trúc của toàn cầu là hệ sinh quyển. Hệ sinh thái là một hệ thống hở tự điều chỉnh bởi vì trong quy trình tồn tại và phát triển của nó thì hệ sinh thái tiếp nhận cả nguồn vật chất và năng lượng từ môi trường. Bản thân hệ sinh thái có giới hạn sinh thái nhất định, khi tác động vừa phải thì nó phản ứng lại là dễ thích nghi, nếu tác động quá lớn thì hệ sẽ bị huỷ diệt. 3. Môi trường Môi trường là nơi sinh sống của sinh vật, bao gồm tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, có tác động trực tiếp, gián tiếp hoặc tác động qua lại tới sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và các hoạt động của sinh vật. Đối với con người môi trường sống có nội dung rộng hơn. Theo định nghĩa của tổ chức Văn hoá, Khoa học và Giáo dục của Liên hợp quốc (UNESCO) năm 3 1981 thì môi trường sống của con người ngoài các yếu tố tự nhiên ra còn có các hệ thống nhân tạo do con người tạo ra. Trong hệ thống nhân tạo đó có cái là những vật thể và cũng có cái là phi vật thể. Đi sâu hơn người ta chia môi trường thành 2 loại: môi trường vô sinh và môi trường hữu sinh. Môi trường vô sinh chỉ gồm những yếu tố không sống, đơn thuần mang những tính chất vật lí, hoá học và khí hậu. Còn môi trường hữu sinh gồm các thực thể sống: động vật, thực vật và vi sinh vật và hệ thống các tương tác giữa chúng. Trong thiên nhiên người ta cũng phân biệt môi trường theo nôi dung khác: môi trường đất, môi trường nước và môi trường khí. Tóm lại, môi trường sống của con người là toàn bộ khung cảnh của cuộc sống đa dạng: vừa là nơi con người tồn tại, sinh trưởng và phát triển, vừa là nơi con người lao động, thoả mãn các nhu cầu về văn hoá, giáo dục, nghỉ ngơi,… II. Các nhân tố sinh thái Môi trường bao gồm nhiều nhân tố sinh thái, là tất cả các nhân tố ở xung quanh sinh vật, tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến đời sống của sinh vật. Các nhân tố sinh thái được chia làm hai nhóm; 1. Nhóm các nhân tố sinh thái vô sinh Nó bao gồm tất cả các nhân tố vật lí và hoá học của môi trường tự nhiên. Bao gồm: - Các nhân tố khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió, mưa,… - Các nhân tố thổ nhưỡng: đất, đá, các thành phần cơ giới, mùn hữu cơ và các thành phần lí hoá của đất,… - Các nhân tố nước: gồm nước ao, hồ, sông suối, nước mưa, băng tuyết tan, … - Các nhân tố địa hình: độ cao, sâu, độ dốc, hướng sơn văn,… 4 2. Nhóm các nhân tố sinh thái hữu sinh Nhóm các nhân tố sinh thái hữu sinh là thới giới hữu cơ của môi trường, là mối quan hệ giữa một sinh vật này với một sinh vật khác sống xung quanh. Nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh gồm các cơ thể sống như vi sinh vật, nấm, thực vật, động vật,…Các cơ thể sống này có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới các cơ thể sống khác ở xung quanh trong mối quan hệ cùng loài hay khác loài. Trong nhóm nhân tố sinh thái hữu sinh, con người được nhấn mạnh là nhân tố có ảnh hưởng lớn tới sự phát triển của nhiều sinh vật, vì hoạt động của con người khác với các động vật khác. Hoạt động của con người làm thay đổi mạnh mẽ môi trường và sinh giới ở nhiều nơi. Những nhân tố sinh thái của con người thường gặp như: hoạt động trồng cây, chặt tỉa cây, chăm sóc cây,…và những hoạt động làm suy thoái môi trường như: làm cháy rừng, săn bắt động vật hoang dã. Trong các hoạt động của mình con người không chỉ đòi hỏi ở thiên nhiên mà còn cải tạo thiên nhiên, biến các cảnh quan hoang sơ thành các cảnh quan văn hoá và tạo dựng nên những cơ sở vật chất mới nhằm thoả mãn nhu cầu về vật chất, tinh thần ngày càng cao của con người. Sự can thiệp của con người vào tự nhiên được mô tả bằng các giai đoạn sau: Hái lượm → Săn bắt và đánh cá → Chăn thả → Nông nghiệp → Đô thị hoá → Siêu công nghiệp hoá. Con người làm cho môi trường phong phú, giàu có hơn nhưng cũng rất dễ làm cho chúng bị suy thoái. Một khi môi trường bị suy thoái thì có ảnh hưởng rất lớn tới các sinh vật khác, đồng thời đe doạ chính cuộc sống của con người. Mỗi nhân tố sinh thái của môi trường có tác động khác nhau tới các loài sinh vật. Phần lớn các nhân tố sinh thái khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, gió và các nhân tố khác như thức ăn,… luôn thay đổi theo thời gian và không gian. Sự thay đổi này có thể theo chu kì như chu kì ngày – đêm, chu kì theo mùa, nhịp thuỷ triều hoặc không có tính chu kì rõ ràng. Mức độ tác động củ các nhân tố sinh thái lên sinh vật tuỳ thuộc vào nhiều khía cạnh khác nhau: + Phụ thuộc vào bản chất của các nhân tố sinh thái. 5 + Phụ thuộc vào cường độ hay liều lượng của các nhân tố sinh thái. + Phụ thuộc vào phương thức tác động. 6 Chương 2: SỰ THÍCH ỨNG CỦA CON NGƯỜI VỚI MÔI TRƯỜNG I. Con người và vị trí của con người trong sinh giới Có thể nói con người hiện đại là nấc thang tiến hoá cao nhất của sinh giới. Con người thuộc bộ linh trưởng cùng với tinh tinh (Chimpandze), vượn gorin (Gorilla) và vượn cáo (Lemur). Nghiên cứu về con người các nhà khoa học cho rằng có 98% các vật liệu di truyền của chúng ta tương tự như tinh tinh, chỉ có 2% là sai khác, tạo cho chúng ta có thể đứng thẳng và bộ não lớn hơn và phát triển nhất. Người vượn sớm nhất thuộc giống Australopithecus xuất hiện ở châu Phi khoảng 5 triệu năm trước. Trải qua một lịch sử phát triển lâu dài, vào thời điểm cách đây 200.000 năm các chủng người hiện đại xuất hiện ở vùng Trung Phi, từ đây con người thong minh này đã phát triển rộng khắp và chiếm đoạt mọi lục địa. Con người ra đời là một thành viên mới của hệ sinh thái, song có một vị trí đặc biệt, khác xa với các loài động vật khác. Vị btrí độc tôn này được tạo nên bởi hai tính chất quy định bản chất của con người. Đó là bản chất “sinh vật” được kế thừa và phát triển hoàn hảo hơn bất kì một sinh vật nào và bản chất “văn hoá” mà bất kì một loài sinh vật nào đều không có. Những hoạt động của con người, bao gồm cả tư duy đều là những quá trình sinh lí, sinh hoá diễn ra trong các cơ quan chức năng, đồng thời những hoạt động đó cũng chứa đựng cả bản chất văn hoá. Văn hoá – xã hội và ngôn ngữ, nét đặc thù của con người, cũng là thành phẩm của quá trình tiến hoá cao nhất của vật chất hữu cơ mà tiêu biểu là bộ não. Chính vì lẽ đó, con người không chỉ là một thành viên, một bộ phận của sinh quyển mà còn trở thành “chúa tể” của muôn loài, có đầy đủ năng lực và quyền uy chinh phục thiên nhiên, cai quản sinh giới. Tuy nhiên, chúng ta không được quên rằng, con người tồn tại và phát triển được là nhờ vào thiên nhiên, vào sinh giới, vào lịch sử tiến hoá trước. Nền văn minh của con người và chính bản thân con người sẽ bị huỷ diệt nếu sinh giới và thiên nhiên bị con người lạm dụng đến mức khánh kiệt và suy tàn. 7 Hình 1: Sự tiến hoá của con người II. Sự thích ứng của con người đối với môi trường tự nhiên Cũng giống như các loài sinh vật khác trong sinh giới, con người muốn tồn tại và phát triển được thì phải thích ứng với môi trường tự nhiên. 1. Sự thích ứng của con người với ánh sáng Mặt Trời Nhờ có một khoảng cách lí tưởng từ Trái Đất đến Mặt Trời là 149,6 triệu km nên Trái Đất nhận được một nguồn năng lượng bức xạ Mặt Trời vừa đủ cho sự sống phát sinh và phát triển trên Trái Đất. Nguồn năng lượng ấy được xem là nguồn sống cho sinh giới, năng lượng bức xạ được đến Trái Đất như sau: Năng lượng bức xạ Mặt Trời đến Trái Đất thì có tới 30% bị phản hồi vào không gian vũ trụ, 19% khí quyển hấp thụ, 47% bề mặt Trái Đất hấp thụ và 4% tới bề mặt Trái Đất rồi bị phản hồi lại không gian. Hình 2: Phân phối năng lượng bức xạ Mặt Trời 8 Năng lượng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất ở dạng sóng điện từ, tuỳ thuộc vào bước sóng chia ra 3 loại sau: + Tia tử ngoại: là tia sóng ngắn 10 – 380 nm, mắt thường không nhìn thấy được. Tia tử ngoại ức chế sinh trưởng, phá hoại tế bào, nhưng với lượng nhỏ thì kích thích hình thành vitamin D. + Ánh sáng nhìn thấy: có độ dài bước sóng từ 380 – 780 nm, có nhiều màu sắc khác nhau (7 màu là: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, tràm, tím). Có tác dụng đối với thị giác, hệ thần kinh và sinh sản. + Tia hồng ngoại: có bước song từ 780 – 340 000 nm, mắt thường không nhìn thấy được, có vai trò sản sinh ra nhiệt. Ánh sáng Mặt Trời làm thay đổi sắc tố trên da, theo Gloger (1853) cho rằng sắc tố melanin trong da có nhiều hơn ở vùng nắng ấm (ngoại trừ người Etkimô ở vùng cực lanh giá). Màu sắc của da là do lượng sắc tố melanin trong da. Vai trò quan trọng của melanin là bảo vệ da tránh bức xạ tử ngoại của ánh nắng mặt trời. Nếu có nhiều melanin thì da sậm đen, ít melanin thì làm da nhạt. Thông thường, cùng một chủng tộc sống trong cùng một điều kiện địa lý thì phái nữ có ít melanin hơn phái nam. Người có tổ tiên sinh sống vùng nắng nhiều, nhiệt độ cao (châu Phi chẳng hạn) có da đậm đen. Ngược lại, da của người có tổ tiên sống vùng ít nắng, khí hậu ôn đới (châu Âu, Bắc Mỹ) thì trắng hơn. Ánh nắng Mặt Trời đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống của nhân loại. Nắng đem lại sự sống cho muôn loài, làm cho cây cối xanh tốt, đơm hoa kết trái. Về mặt sức khỏe, ánh nắng mặt trời còn tiêu diệt nhiều mầm bệnh, vi trùng gây bệnh có trong không khí như vi trùng lao… giúp loài người chúng ta có thể phòng tránh được nhiều bệnh tật nguy hiểm. Hơn nữa, nhờ tác động của ánh nắng mặt trời mà trên chất vitamin D nằm dưới da trở thành vitamin D giúp chúng ta phòng tránh được bệnh còi xương. 9 Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích của ánh nắng Mặt Trời đối với sức khỏe, việc tiếp xúc quá thường xuyên và trực tiếp với ánh nắng Mặt Trời có thể dẫn đến một số ảnh hưởng bất lợi cho sức khỏe đặc biệt là đối với làn da. Da được ví như chiếc áo của cơ thể mỗi người. Da bao bọc các cơ quan bộ phận bên trong đồng thời phản ảnh những tình trạng bệnh tật của cơ thể đối với môi trường sống. Da còn có nhiệm vụ như một cơ quan giải độc cho cơ thể bằng sự tiết mồ hôi, đồng thời chuyển hóa tiếp nhận nguồn dinh dưỡng cho cơ thể. Do đó một diện tích rộng luôn được tiếp xúc, đón nhận ánh sáng mặt trời cho nên da cũng chịu ảnh hưởng tác động rất nhiều của ánh nắng mặt trời. - Tác dụng có lợi là tia nắng giúp chúng ta tránh được bệnh còi xương: đó là nhờ tia U.V.B có trong ánh sáng Mặt Trời, giúp tổng hợp chất F.dehydro cholesterol có trong thức ăn, sự tổng hợp này xảy ra ở phần sâu của thượng bì để chuyển hóa F.dehydrocholestorol thành vitamin P 3 giúp phát triển xương. Ở trẻ em được nuôi kỹ trong nhà, thiếu ánh sáng Mặt Trời sẽ bị bệnh thiếu vitamin D gây ra những rối loạn phát triển xương dẫn đến bệnh còi xương. Tuy nhiên cần lưu ý là do việc tổng hợp vitamin P 3 xảy ra ở phần sâu của thượng bì dưới tác dụng của tia UVB cho nên bệnh còi xương có thể xảy ra cả ở những trẻ được phơi dưới ánh sáng mặt trời nhưng không được phơi trực tiếp mà phơi ở phía sau một tấm kính. - Tác dụng không có lợi là ánh nắng mặt trời có khả năng gây tác dụng sinh ung của ánh sáng nên ánh nắng Mặt Trời có thể gây ung thư da. Tác dụng sinh ung của ánh sáng đối với ung thư tế bào đáy và ung thư tế bào gai là một hiện tượng tích lũy của ánh nắng Mặt Trời trên da. - Ánh nắng Mặt Trời có thể gây ra u hắc tố ác tính: đối với bệnh này, tác dụng sinh ung của ánh sáng mặt trời dường như không phải là tác dụng tích lũy mà có liên quan đến sự phơi bày ánh sáng đột ngột và dữ dội ở thời thơ ấu. 10 . thái học, sinh lí học, di truyền học, …và những môn học có liên quan đến môi trường như: khí hậu học, thổ nhưỡng học, thuỷ văn học, hải dương học, … 2. Hệ sinh. TỐ SINH THÁI I. Sinh thái học và môi trường 1. Sinh thái học Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu và ứng dụng những quy luật và hoạt động của hệ sinh