Исчезновение видов растений и животных на Земле в эпоху научно-технического прогресса. Урок-исследование в 11 классе

Оборудование: таблицы и карточки с изображением исчезнувших и исчезающих видов животных и растений. ХОД УРОКА 1. Опрос по предыдущей теме На доске в одной колонке приведен список загрязняющих веществ и техногенных воздействий, а в другой (вразнобой) – перечень последствий загрязнения этими веществами окружающей среды. Учащимся предлагается выписать номера веществ, отвечающих предложенному заданию (1-й вариант – загрязнители атмосферного воздуха, 2-й вариант – природных вод, 3-й вариант – почвы), и буквенные индексы соответствующих каждому веществу последствий. Ответы. Воздух: 1-б; 2-а; 5-в; 8-з; 9-а; 10-в. Вода: 3-ж; 4-е; 6-д; 7-ж; 8-з. Почва: 3-ж; 4-е; 6-д; 7-ж; 8-з; 11-г. 2. Изложение новой темы Цитата: «Массовое исчезновение видов, переживаемое Землей в настоящее время, – вторая по значимости угроза для цивилизации после угрозы термоядерной войны». Вопрос. Как вы понимаете это утверждение? Какую роль играют живые организмы в биосфере Земли? На доске написаны два изречения: – человек – самый важный вид и может использовать мировые ресурсы как ему захочется; – каждый вид имеет право на существование или хотя бы на борьбу за существование. Вопрос к классу. Какое из этих изречений вы считаете более правильным и почему? В процессе эволюции биосферы за несколько миллиардов лет Земля стала домом для неисчислимого количества видов живых организмов, 99% которых вымерли естественным путем или эволюционировали в новые виды. Известно, что за время существования биосферы произошло 5–6 массовых вымираний видов, господствовавших в свое время на планете. Однако после того, как на Земле появился человек, а по геологическим меркам это произошло совсем недавно, и особенно с началом интенсивного технического прогресса, темпы вымирания растений и животных ускорились в тысячу раз. В таких условиях исчезновение видов не может компенсироваться их возникновением в ходе эволюции, т.к. для развития одного вида необходимо от 2 000 до 100 000 поколений. Вымирание одних видов приводит к исчезновению других, связанных с ними пищевыми отношениями. По некоторым оценкам, в настоящее время на Земле каждые 30 мин исчезает один биологический вид. Может быть, эта цифра и преувеличена, но несомненно, что происходящее снижение биоразнообразия несравнимо с массовыми вымираниями видов в прошлом. Вопрос к классу. Когда говорят об исчезающих видах, как правило, упоминаются животные. Значит ли это, что исчезновение растительных видов менее значимо? Какова роль растений в биосфере? Число известных видов растений на Земле составляет около 350 000. По прогнозам ученых, от 16 до 25% из них в обозримом будущем навсегда исчезнут. (Обсуждаются причины вымирания различных видов растений – прямой сбор или заготовка древесины, случайное уничтожение редких экземпляров вместе с другими видами, например при сенокошении, изменение биотопов, осушение, загрязнение и т.д.) Вопрос к классу. Летом нам часто досаждают комары. Но как вы думаете, к чему приведет уничтожение всех комаров? Мы уже говорили, что биологическое разнообразие – основа функционирования экосистем, в том числе самой большой экосистемы Земли – биосферы. Ее можно представить как сложнейший механизм, состоящий из огромного количества винтиков. Потеря нескольких из них может и не принести заметного вреда, но потеря многих выведет механизм из строя. Каждый вид, каким бы незначительным он нам ни казался, занимает свою экологическую нишу и играет свою роль в обеспечении функционирования биосферы. В 1850-е г. один натуралист наблюдал пролет стаи странствующих голубей, на 4 ч закрывшей небо. В ней было более 2 млрд птиц. В 1914 г. в зоопарке Цинциннати умер последний странствующий голубь, самка по имени Марта. В зоопарке теперь висит мемориальная табличка: «Этот вид вымер из-за алчности и легкомыслия человека». Бесконтрольная промысловая охота привела к вымиранию одного из самых многочисленных видов. (Далее следует сопровождаемый показом рисунков рассказ о гигантском голубе дронте, стеллеровой корове, бескрылой гагарке, диком туре, тарпане.) Этот грустный список можно продолжать. И сейчас много видов находится на грани исчезновения – возможно, их уже не увидят ваши дети и внуки. Это суматранский и яванский носороги, которых осталось менее 100 особей, снежный барс, большая панда и другие. Некоторых видов уже нет в дикой природе, они сохранились только в зоопарках или в полувольных условиях – калифорнийский кондор, лошадь Пржевальского. Резко снизилась численность популяций синего кита, коршуна-слизнееда, бенгальского тигра, белоголового орлана, серого варана и многих других видов. Обратите внимание, что речь идет о крупных животных, часто находящихся на последних трофических уровнях, имеющих низкую скорость размножения и приносящих обычно всего по 1–2 детеныша (яйца). Некоторые из этих животных узко специализированы в питании (большая панда, коршун-слизнеед), то есть имеют слишком много уязвимых мест, поэтому страдают в первую очередь. Каковы же причины вымирания этих животных? (Причины, приводящие к вымиранию видов животных, формулируются в ходе беседы с классом и записываются на доске.) 1. Промысловая охота без контроля. Браконьерство. 2. Вылов животных (рептилии, попугаи, обезьяны и т.д.) и сбор растений для продажи. 3. Уничтожение и нарушение мест обитания, зимовок и размножения (вырубка лесов, осушение болот и т.д.). 4. Конкуренция с человеком за ресурсы. Чрезмерное регулирование численности хищников человеком. 5. Загрязнение (ДДТ, другие пестициды, тяжелые металлы и т.д.). Вопрос к классу. Как вы считаете, какие из этих проблем на современном этапе стоят особенно остро? (Обсуждаются проблемы загрязнения, вырубки лесов, осушения болот.) Как же человек может помочь братьям меньшим? Существует Красная книга, куда вносятся виды, находящиеся под угрозой исчезновения. В нашу Красную книгу занесены : 94 вида млекопитающих (выхухоль, амурский лесной кот, ирбис и др.); 9 видов рыб (атлантический осетр, севанская форель и др.); 80 видов птиц (розовый пеликан, степной орел, стерх, сапсан и др.); 37 видов пресмыкающихся (серый варан, большеглазый полоз и др.); 9 видов земноводных; 803 вида высших сосудистых растений; 29 видов лишайников и т.д. Высшие растения представлены в Красной книге такими видами, как железное дерево, тисс ягодный, платан восточный, дуб понтийский, сосна пицундская. Много среди исчезающих видов и травянистых растений. Списки Красной книги не постоянны. Как только какой-то вид выходит из-под угрозы исчезновения, он исключается из списка. Благодаря каким мерам становится возможным спасение видов? (Возможные меры по сохранению видов и ограничения их применения обсуждаются с классом и записываются на доске.) 1. Регулирование охоты по срокам и местам обитания вплоть до полного запрета добычи редких видов. Регламентация рубок или сбора видов растений. Ограничение: браконьерство, уничтожение животных или растений случайно или по незнанию. 2. Создание генных банков, позволяющих в дальнейшем восстановить вид с помощью клонирования. Ограничение: организмы, выращенные из хранившихся длительное время клеток или семян, могут оказаться неприспособленными к среде обитания. Ведь окружающие условия меняются, а соответствующих эволюционных изменений в сохраняемом генетическом материале не происходит. 3. Содержание и размножение в неволе (зоопарки, ботанические сады) с последующей реакклиматизацией. Ограничение: содержание животных требует больших средств. На содержание 700 уссурийских тигров в США тратится около 2,5 млн долларов в год. Многие виды растений размножаются очень медленно. 4. Охрана атмосферы и природных вод от загрязнения. Ограничение: высокая себестоимость очистных сооружений, сиюминутные противоречия с необходимостью экономического развития. 5. Охрана видов одновременно с охраной мест их обитания. Создание заповедников, заказников, национальных парков, резерватов (объясняется разница между этими понятиями). Наиболее оптимальный подход, развитие которого, однако, затрудняется рядом общих факторов (браконьерство, глобальное загрязнение). Справка: в России в 1995 г. действовало 93 заповедника, 17 биосферных заповедников, 28 национальных парков и т.д. 3. Обобщение и подведение итогов урока Предлагается небольшая самостоятельная работа. Попробуйте определить причины вымирания в настоящее время следующих видов и дать свои рекомендации по их сохранению. 1-й вариант: синий кит, большая панда, скопа. 2-й вариант: русский осетр, уссурийский тигр, дрофа. (Если на выполнение этой работы не остается времени, она предлагается в качестве домашнего задания.) От редакции К сожалению, многие авторы, приводя примеры животных и растений, включенных в Красную книгу, и общее количество видов той или иной группы, не указывают, о каких именно списках идет речь. Это может привести к путанице. Как известно, существуют Красная книга Международного союза охраны природы, национальные Красные книги, Красные книги отдельных регионов и областей. Применительно к нашей стране издавалась также Красная книга СССР. В настоящее время официальными списками редких и охраняемых видов, действующими на всей территории России, являются: Красная книга РСФСР (растения), 1988 г.; Красная книга Российской Федерации (животные), 2001 г. Первая включает в себя 533 вида растений и 17 видов грибов. Вторая содержит сведения о 414 видах животных, относящихся к следующим систематическим группам: кольчатые черви – 13 видов, мшанки – 1 вид, плеченогие – 1 вид, моллюски – 42 вида, членистоногие – 98 видов, круглоротые – 3 вида, костные рыбы – 39 видов, земноводные – 8 видов, пресмыкающиеся – 21 вид, птицы – 123 вида, млекопитающие – 65 видов. Членистоногие представлены ракообразными (3 вида) и насекомыми: стрекозы – 1 вид, прямокрылые – 2 вида, жуки – 36 видов, перепончатокрылые – 23 вида, бабочки – 3 вида. Кроме того, в списки Красной книги РФ 2001 г. издания занесены сведения еще о 8 видах рыб, 3 видах птиц и 9 видах млекопитающих, в отношении которых угрожающее состояние распространяется только на отдельные подвиды или популяции.